Trogocytosisによる細胞分化機構の解明

• Project Area: Molecular mechanisms of cell fate determination in the cells that undergo stepwise differentiation to multiple pathways
• Project/Area Number: 25118703
• 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: Tohoku University
• Principal Investigator: 中山 勝文 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (20453582)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2013: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: Trogocytosis / 樹状細胞 / NK細胞 / 腫瘍細胞 / エンドサイトーシス / 標的細胞破壊 / 癌細胞

Outline of Annual Research Achievements

細胞系列分化は、遺伝子転写および翻訳の制御により決定されることが古くから知られているが、我々はこれまでに免疫細胞間で細胞膜がダイナミックに細胞間移動（trogocytosis）することにより翻訳後修飾による新たな細胞集団が一時的に形成されることを見出した（Nakayama et al, PNAS, 2011; Nakamura et al, PNAS, 2013）。そこで本年度は、この細胞膜の細胞間移動の分子機構の解析を中心に進めた。NK細胞と腫瘍細胞との接触により腫瘍細胞に発現するMHCクラスI様分子を含む細胞膜がNK細胞側へ移動するが、この移動は、NKG2D依存的であり、さらにNKG2Dのエンドサイトーシス経路が大きく関与することが判明した。一方、樹状細胞（DC）とNK細胞が接触することによりDC細胞表面上のMHCクラスII分子がNK細胞へ移動するが、この移動過程において、DC-NK細胞間のシナプス形成に関わるICAM-1、LFA-1などの接着分子群やCD27、CD70、CD28、CD80などの補助刺激分子群などの関与について検討を行ったが、いずれの分子の関与も認められなかった。MHCIIと直接結合するLAG-3分子の関与も認められず現在その分子メカニズムを解析中である。さらに我々はDCがアポトーシス細胞から速やかにMHCクラスI分子を引き抜き、その死細胞由来MHCIが抗原提示機能を有することをOT-I細胞を用いた解析により明らかにした。細胞膜の細胞膜移動は、エンドサイトーシスや貪食の過程で起きる可能性が考えられるため、現在、その細胞膜移動におけるDCの貪食機構の関与について解析を進めている。

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] Antigen presentation by MHC-dressed cells. (2015)
  • Author(s): Nakayama M
  • Journal Title: Front. Immunol. Volume: 672 Pages: 1-5
  • DOI: 10.3389/fimmu.2014.00672
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] NKG2D functions as an activating receptor on natural killer cells in common marmoset (callithrix jacchus). (2014)
  • Author(s): Watanabe M, Kudo Y, Kawano M, Nakayama M, Nakamura K, Kameda M, Ebara M, Sato T, Nakamura M, Omine K, Kametani Y, Suzuki R, Ogasawara K.
  • Journal Title: Int Immunol. Volume: 26 Issue: 11 Pages: 597-606
  • DOI: 10.1093/intimm/dxu053
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of silica particle size on macrophage inflammatory responses (2014)
  • Author(s): Kusaka T, Nakayama M, Nakamura K, Ishimiya M, Furusawa E, Ogasawara K
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Issue: 3 Pages: 597-606
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092634
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] NKG2D+ IFN-γ+ CD8+ T cells are responsible for palladium allergy. (2014)
  • Author(s): Kawano M, Nakayama M, Aoshima Y, Nakamura K, Ono M, Nishiya T, Nakamura S, Takeda Y, Dobashi A, Takahashi A, Endo M, Ito A, Ueda K, Sato N, Higuchi S, Kondo T, Hashimoto S, Watanabe M, Watanabe M, Takahashi T, Sasaki K, Nakamura M, Sasazuki T, Narushima T, Suzuki R, Ogasawara K.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 9 Issue: 2 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0086810
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 細菌感染におけるペア型受容体の役割 (2014)
  • Author(s): 中山勝文、小笠原康悦
  • Journal Title: Surgery Frontier Volume: 21 Pages: 41-45
• [Journal Article] Fratricide of NK cells dressed with tumor-derived NKG2D ligand (2013)
  • Author(s): Nakamura K, Nakayama M, Kawano M, Amagai R, Ishii T, Harigae H, and Ogasawara K
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA Volume: 110 Issue: 23 Pages: 9421-9426
  • DOI: 10.1073/pnas.1300140110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interruption of dendritic cell-mediated TIM-4 signaling induces regulatory T cells and promotes skin allograft survival (2013)
  • Author(s): Yeung M, McGrath M, Nakayama M, Shimizu T, Boenisch O, Magee CN, Abdoli R, Akiba H, Ueno T, Turka L, and Najafian N
  • Journal Title: J Immunol Volume: 191 Issue: 8 Pages: 4447-4455
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1300992
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NK-cell fratricide: Dynamic crosstalk between NK and cancer cells (2013)
  • Author(s): Nakamura K, Nakayama M, Kawano M, Ishii T, Harigae H, and Ogasawara K
  • Journal Title: Oncoimmunology Volume: 2
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Inhibitory receptor PIR-B is exploited by Staphylococcus aureus for virulence (2013)
  • Author(s): Nakayama M, Underhill DM, Nakamura K, Yagita H, Okumura K, Takai T, Aderem A, Ogasawara K
  • Organizer: 第42回 日本免疫学会総会
  • Place of Presentation: 幕張
• [Presentation] Natural killer cell death mediated by NKG2D-trogocytosis (2013)
  • Author(s): Nakamura K, Nakayama M, Kawano M, Ishii T, Harigae H, Ogasawara K
  • Organizer: 55th Annual Meeting-American Society of Hematology
  • Place of Presentation: New Orleans, LA, USA