E3ユビキチンリガーゼの機能ドメイン形成によるT細胞活性化制御機構の解明

• Project Area: Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
• Project/Area Number: 25113725
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 横須賀 忠 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 上級研究員 (10359599)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000); Fiscal Year 2014: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2013: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 免疫学 / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

T細胞が抗原提示細胞から情報を受け取る際、T細胞受容体(TCR)とその下流のシグナル伝達分子から成る凝集塊「TCRマイクロクラスター」が重要である。T細胞の過度な活性化を制御し、自己免疫疾患やアレルギーを回避するよう、TCRマイクロクラスターの視点からの抑制性メカニズムの解明が必要である。本課題研究では、E3ユビキチンリガーゼc-ClbおよびCbl-bが構成する新規クラスターを可視化し、TCRの取り込み・分解とT細胞活性の抑制機構の解明を目的とした。
ユビキチンのイメージング解析として、c-CblおよびCbl-bのエフェクター分子ユビキチンを可視化するため、ユビキチンと蛍光タンパクのキメラ分子、リジン残基K48およびK63のユビキチン結合特異的新規バイオプローブを作成した。TCRマイクロクラスターに凝集するユビキチンはNF-kB経路の活性化を示すK63がT細胞補助刺激分子の刺激依存的に凝集を示し、同時にK63によるTCRシグナルの活性化とインターナリゼーションを示す結果でもあった。特異的モノクローナル抗体と特異的バイオプローブを用いた実験結果は同じであった。直鎖型ユビキチンのイメージング解析では、NF-κB経路の活性化に重要と考えられている第一メチオニン残基(M1)を、M1特異的に認識するプローブを用いて特異的ユビキチンの局在を可視化し、M1結合を示すユビキチンはむしろNF-kB活性中心にあり、TCRマイクロクラスーにはない、という局在の違いを示せた。c-CblおよびCbl-b遺伝子欠損マウス由来末梢T細胞を用いて、c-CblおよびCbl-bの局在と、TCRマイクロクラスターの挙動を可視化したところ、それぞれのCblファミリー分子の局在のドメイン依存性が異なること、Cbl-b遺伝子欠損細胞にて激しくTCRの取り込みが低下していること、TCR下流のシグナル伝達分子が停滞することを示した。K63ユビキチンのTCRマイクロクラスターへの凝集は、c-CblではなくCbl-bに大きく寄与していた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Clustering of CARMA1 through SH3-GUK domain interactions is required for its activation of NF-kB signaling (2015)
  • Author(s): Hara, H., Yokosuka, T., Hirakawa, H., Ishihara, C., Yasukawa, S., Yamazaki, M., Koseki, H., Yoshida, H. and Saito, T.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 5555-5555
  • DOI: 10.1038/ncomms6555
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] T細胞免疫シナプス研究の最新事情 (2015)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー Volume: 63 Pages: 193-200
  • NAID: 40020362893
• [Journal Article] T細胞におけるPD-1の生理機能と分子基盤 (2014)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Journal Title: 腫瘍内科 Volume: 14 Pages: 419-426
• [Journal Article] T細胞活性化におけるチェックポイント (2014)
  • Author(s): 横須賀忠
  • Journal Title: 炎症と免疫 Volume: 23 Pages: 10-20
• [Journal Article] The lymphoid lineage-specific actin-uncapping protein Rltpr is essential for costimulation via CD28 and the development of regulatory T cells (2013)
  • Author(s): Liang, Y., Cucchetti, M., Roncagalli, R., Yokosuka, T., Malzac, A., Bertosio, E., Imbert, J., Nijman, I.J., Suchanek, M., Saito, T., Wulfing, C., Malissen, B., Malissen, M.
  • Journal Title: Nat. Immunol. Volume: 14 Issue: 8 Pages: 858-866
  • DOI: 10.1038/ni.2634
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リンパ球に特異的なアクチン脱キャッピングタンパク質RltprはCD28を介するT細胞の活性化と制御性T細胞の分化に必須である (2013)
  • Author(s): 横須賀忠、斉藤隆、Bernard Malissen
  • Journal Title: ライフサイエンス新着論文レビュー Volume: -
• [Journal Article] A motif in the V3 domain of the kinase PKC-θ determines its localization in the immunological synapse and functions in T cells via association with CD28 (2011)
  • Author(s): Kong, K-F., Yokosuka, T., Canonigo-Balancio, A.J., et al
  • Journal Title: Nat.Immunol. Volume: 12 Issue: 11 Pages: 1105-1112
  • DOI: 10.1038/ni.2120
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Subcellular imaging of the E3 ubiquitin ligases, c-Cbl and Cbl-b, to control T cell activation signals through ubiquitin clustering at TCR microclusters (2014)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka, Akiko Hashimoto-Tane, Takashi Saito
  • Organizer: 第42回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] “Microsynapse” structure supporting TCR microclusters augments T cell activation (2014)
  • Author(s): Akiko Hashimoto-Tane, Tadashi Yokosuka, Takashi Saito
  • Organizer: 第42回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] Molecular imaging unveils the dynamic regulation of T cell activation (2014)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka, Akiko Hashimoto-Tane, Takashi Saito
  • Organizer: 第18回日本がん免疫学会総会
  • Place of Presentation: ひめ銀ホール（松山）
  • Year and Date: 2014-07-30 – 2014-08-01
  • Invited
• [Presentation] Distinct signalosome formation by two Ras-GEFs to activate the Ras-MAPK pathway in T cell signaling (2014)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka, Akiko Hashimoto-Tane, Takashi Saito
  • Organizer: 第24回京都T細胞カンファランス
  • Place of Presentation: 京都大学（京都）
  • Year and Date: 2014-05-16 – 2014-05-17
• [Presentation] Basilic, a lymphoid-specific protein essential for CD28 costimulation and regulatory T cell development (2013)
  • Author(s): Marie Malissen, Yinming Liangv, Margot Cucchetti, Romain Roncagalli, Tadashi Yokosuka, Takashi Saito, Christoph Wulfing, Bernard Malissen
  • Organizer: International Congress of Immunology 2013
  • Place of Presentation: Italia Milano
• [Presentation] Distinct signalosome formation by two Ras-GEFs to activate the Ras-MAPK pathway in T cell signaling (2013)
  • Author(s): Tadashi Yokosuka, Akiko Hashimoto-Tane, Takashi Saito
  • Organizer: 第42回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）
• [Presentation] Arp2/3 complex-mediated actin-nucleation supports T cell receptor microcluster (2013)
  • Author(s): kiko Hashimoto-Tane, Tadashi Yokosuka, Takashi Saito
  • Organizer: 第42回日本免疫学会総会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）