2018 Fiscal Year Annual Research Report
リソソームでの自然免疫系と代謝系のクロストークに関わる分子細胞基盤の解明
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16H06388
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三宅 健介 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60229812)
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2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | Toll様受容体 / 自然免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Toll-like receptor (TLR)は病原体成分を認識するセンサーである。核酸特異的TLRは、リソソームに局在し、その応答制御には、リソソームにおける核酸分解をはじめとする代謝機構が深く関与している。そこで、本研究では、核酸の分解、代謝機構と核酸認識機構の関係を明らかにする。本年度の研究実績として以下のことが明らかとなった。リソソームは細胞の活性化とともに細胞内を移行する。RNA特異的TLRであるTLR3、TLR7もリソソームに局在するために、リソソームとともに細胞内を移行する。本年は、TLR3についての解析を報告した。興味深いことに、TLR3は低分子量タンパク質Rab7aに会合しており、細胞内移行もRab7aによって制御されていることが明らかとなった。細胞内移行の方向性は核から細胞膜直下までの、いわゆるAnterogradeであった。TLR3については、さらに最初にmTORC2がリクルートされ、TLR3の細胞内移行、炎症性サイトカイン産生、I型インターフェロン産生に必須であった。つまりTLR3のマスター制御因子であることが明らかとなった。一方、I型インターフェロン産生に特異的にmTORC1が必要であるが、mTORC1との会合のためにはTLR3の細胞内移行が重要であるということが分かった。TLR3が細胞内移行することで、TLR3とmTORC1の会合、さらにはI型インターフェロン産生に必須のシグナル伝達分子であるTRAF3との会合が可能となるという結果を得た。これらの結果は、I型インターフェロン産生には、TLR3が細胞膜直下まで移行する必要があることが明らかとなった。この結果はシグナル伝達、リソソームの細胞内移行、代謝センサーを関連付ける結果であり、本研究の当初の目的の一つである自然免疫と代謝の連携を細胞生物学的に理解することができた結果といえる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定した計画のうち、TLR3の細胞内移行の分子基盤解明については、予定通りに解析が進み、論文を発表することができた。興味深いことに、TLR3の細胞内移行は、低分子量Gたんぱく質Rab7aによって制御されとり、TLR7の場合と異なることが明らかとなった。しかしながら、細胞内移行の方向性、I型インターフェロン産生との関係はTLR7の場合と同様であった。昨年度に発表したTLR7の細胞内移行についての結果と合わせて、現在Reviewを投稿し、リバイス中である。TLRの細胞内移行、I型インターフェロン産生、代謝センサーmTORC1による制御を統合して理解するという当初の目標を一部達成できたと考えている。TLR3の応答については、mTORC2がマスター制御因子であることが明らかになったことから、今後、mTORC2の役割について、特に代謝センサーとしての機能について、検討を進めてゆく予定である。
TLR7については、自己免疫疾患の病態におけるArl8bの関与について検討した論文も発表した。今後、予定していたTLR7応答におけるヌクレオシドの役割についての検討を進めてゆく。当初予定していた遺伝子欠損マウスの解析は順調に進んでいる。現在、その表現型の分子基盤についての解析を進めている。RNaseについても、現在予定していた遺伝子改変マウスの解析を順調に進めているところである。解析している表現型におけるRNAセンサーの役割を明らかにするために、いろいろなRNAセンサーの遺伝子改変マウスとの交配を進めており、表現型への影響を検討する予定である。このように、当初予定していたプロジェクトは予定通り進展しており、順調であるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
TLR7、TLR3の細胞内移行の分子基盤解析については、当初予定していた目標の多くを達成できたと考えている。今後の展開としては、TLR3のマスター制御因子として同定したmTORC2についての解析を進める必要がある。特にmTORC1がアミノ酸のセンサーとして解析が進んでいることに比較して、mTORC2の解析が遅れている。TLR3のマスター制御因子としてのmTORC2の解析を通して、mTORC2そのものの理解に貢献したいと考えている。
TLR7のヌクレオシドに対する応答についての解析は順調に進んでおり、このまま計画通りに進めてゆく。現在、解析を予定していたマウスの表現型についての解析を一通り終了し、本年度はその分子基盤を理解すべく、細胞株を用いた解析を並行して進めてゆく。さらに、ヒトにおけるTLR7のヌクレオシドに対する応答についての解析も進めており、本年度も継続して進めてゆく。マウスで得られたTLR7のヌクレオシドに対する応答がヒトにおいても保存されているのか、検討する。RNaseの解析については、現在、予定していた遺伝子改変マウスの解析を進めている。表現型にTLRが関与する可能性を考慮して、RNA特異的TLRの応答に必須の分子Unc93B1や個々のRNA特異的TLRの遺伝子欠損マウスと交配を進めている。さらに、TLR以外のRNAセンサーの可能性を考慮して、RIG-I、MDA5のシグナル伝達分子であるMAVSの遺伝子欠損マウスとの交配も進める。これらの解析を通して、RNaseがどのRNAセンサーの応答を制御しているのか、分子レベルでの解明を目指す。
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