2002 Fiscal Year Annual Research Report

神経系におけるオートファジー・リソソームシステム

Research Project

Project/Area Number	12146203
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	山本健二九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (40091326)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	筑波知子(門脇知子) 九州大学, 大学院・歯学研究院, 助手 (70336080) 筑波隆幸九州大学, 大学院・歯学研究院, 助教授 (30264055)
Keywords	アスパラギン酸プロテアーゼ / エンドソーム / リソソーム系 / カテプシンD / カテプシンE / ノックアウトマウス / オートファジー / 生体防御 / 蛋白質分解
Research Abstract	本研究は、ニューロン機能における神経細胞やミクログリアなどの抗原提示細胞(APC)のエンドソーム/リソソーム蛋白質分解システムの生理的・病理的意義の解明を目指したものである。本年度は、エンドソーム/リソソーム系アスパラギン酸プロテアーゼのカテプシンDおよびカテプシンEの生体防御系における機能を重点的に解析した。具体的には、初代培養ミクログリアも用いた実験では、外来抗原(OVA)のプロセシング・提示における両酵素の役割を、胸腺細胞を用いた実験では、ステロイドによって誘導されるアポトーシスにおけるカテプシンEの役割を解析した。各種プロテアーゼ阻害剤やカテプシンDノックアウトマウスおよびカテプシンEノックアウトマウス由来のミクログリアを用いた実験から、OVAのプロセシングにはカテプシンEが中心的な役割を果たしていること、インバリアント鎖の分解には関与せずカテプシンSなどのシステインプロテアーゼが関与することなどが明らかにされた。カテプシンEノックアウトマウスは筆者らによって今回はじめて作製され、外来抗原のプロセシング・提示機構における機能解析に有効なツールとして利用された。一方、胸腺細胞では、カテプシンEはプロ型分子としてゴルジ体や小胞体に存在するが、ステロイドを動物に投与すると胸腺の委縮と胸腺細胞の広範囲なアポトーシスが誘導される。一方、生き残った胸腺細胞ではカテプシンEは活性型酵素となってエンドソームに局在するようになり、アポトーシスに対する抵抗性を付与することが明らかとされた。現在、この分子機構についての解析が進行中である。さらに興味深いことに、カテプシンEノックアウトマウスは無菌環境下で飼育すると何の表現型も示さないが、コンベンショナル環境下で飼育するとアトピー性皮膚炎症状を呈することが示された。血清中のIL-18やIL-1βなどとともにIgEの著明な増加が見られ、IL-4やIL-5などのTヘルパー2型(Th2)サイトカインの産生亢進が見られたことから、カテプシンE欠損はTh2型反応を誘導し、アトピー性皮膚炎を発症させることが明らかとなった。現在、これらの分子機構についての解明も進められている。

Research Products
(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] Nishioku T., et al.: "Involvement of cathepsin E in exogenous antigen processing in primary cultured murine microglia"Journal of Biological Chemistry. 277. 4816-4822 (2002)
[Publications] Baba A., et al.: "Cooperative action of Arg-and Lys-gingipains in disruption of fibronectin-integrin interactions in human gingival fibroblasts"Dentistry in Japan. 38. 40-43 (2002)
[Publications] Shoji M., et al.: "Construction and characterization of a nonpigmented mutant of Porphyromonas gingivalis : cell surface polysaccharide as an anchorage for gingipains"Microbiology. 148. 1183-1191 (2002)
[Publications] Ozaki Y., et al.: "An involvement of granulocyte medullasin in phenytoin-induced gingival overgrowth in rats"Japanese Journal of Pharmacology. 383. 1223-1230 (2002)
[Publications] Liu J., et al.: "Mutational analysis of residues in two consensus motifs in the active sites of cathepsin E"Journal of Biochemistry. 132. 493-499 (2002)
[Publications] Kadowaki T., et al.: "Isolation and characterization of a novel and potent inhibitor of Arg-gingipain from Streptomyces sp. Strain FA-70"Biological Chemistry. 384(in press). (2003)
[Publications] Shibata M., et al.: "Disruption of structural and functional integrity of α2-macroglobulin by cathepsin E"European Journal of Biochemistry. 270(in press). (2003)
[Publications] Ueshima J., et al.: "Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis : purification, gene cloning, gene expression and mutant studies"Infection and Immunity. (in press). (2003)
[Publications] Okaji M., et al.: "Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) compensates for tooth formation and eruption in mouse alveolar crest devoid of cathepsin K"Journal of Pharmacological Science. (in press). (2003)
[Publications] 山本健二: "化学と生物"歯周病発症進展に関わる2つの病原性プロテアーゼー歯周病原菌の生存戦略に協同して作用するジンジパインー. 72-74 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

神経系におけるオートファジー・リソソームシステム

Principal Investigator

山本 健二 九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (40091326)

Research Products

[Publications] Nishioku T., et al.: "Involvement of cathepsin E in exogenous antigen processing in primary cultured murine microglia"Journal of Biological Chemistry. 277. 4816-4822 (2002)

[Publications] Baba A., et al.: "Cooperative action of Arg-and Lys-gingipains in disruption of fibronectin-integrin interactions in human gingival fibroblasts"Dentistry in Japan. 38. 40-43 (2002)

[Publications] Shoji M., et al.: "Construction and characterization of a nonpigmented mutant of Porphyromonas gingivalis : cell surface polysaccharide as an anchorage for gingipains"Microbiology. 148. 1183-1191 (2002)

[Publications] Ozaki Y., et al.: "An involvement of granulocyte medullasin in phenytoin-induced gingival overgrowth in rats"Japanese Journal of Pharmacology. 383. 1223-1230 (2002)

[Publications] Liu J., et al.: "Mutational analysis of residues in two consensus motifs in the active sites of cathepsin E"Journal of Biochemistry. 132. 493-499 (2002)

[Publications] Kadowaki T., et al.: "Isolation and characterization of a novel and potent inhibitor of Arg-gingipain from Streptomyces sp. Strain FA-70"Biological Chemistry. 384(in press). (2003)

[Publications] Shibata M., et al.: "Disruption of structural and functional integrity of α2-macroglobulin by cathepsin E"European Journal of Biochemistry. 270(in press). (2003)

[Publications] Ueshima J., et al.: "Dps from the obligate anaerobe Porphyromonas gingivalis : purification, gene cloning, gene expression and mutant studies"Infection and Immunity. (in press). (2003)

[Publications] Okaji M., et al.: "Matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) compensates for tooth formation and eruption in mouse alveolar crest devoid of cathepsin K"Journal of Pharmacological Science. (in press). (2003)

[Publications] 山本 健二: "化学と生物"歯周病発症進展に関わる2つの病原性プロテアーゼー歯周病原菌の生存戦略に協同して作用するジンジパインー. 72-74 (2002)

山本健二九州大学, 大学院・歯学研究院, 教授 (40091326)

[Publications] 山本健二: "化学と生物"歯周病発症進展に関わる2つの病原性プロテアーゼー歯周病原菌の生存戦略に協同して作用するジンジパインー. 72-74 (2002)