2016 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of physiological regulatory mechanisms by a novel family of neutrophil-activating peptides derived from mitochondrial proteins
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16K01923
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| Research Institution | Nagahama Institute of Bio-Science and Technology |
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Principal Investigator |
向井 秀仁 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (20251027)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生体機能物質 / 活性発現の分子機構 / クリプタイド / 自然免疫機構 / 炎症 / 好中球 / 肥満細胞 / 肝傷害モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は好中球を活性化する新しい生理活性ペプチド、マイトクリプタイド-1（MCT-1）ならびにマイトクリプタイド-2（MCT-2）を同定し、それらがミトコンドリアタンパク質に由来する断片ペプチドであることを明らかにしている。本研究は、それら一群のミトコンドリアタンパク質由来好中球活性化ペプチド、マイトクリプタイド（MCTs）の生体機能を個体レベルで解明すること、ならびに受容体を同定し情報伝達機構を明らかにすること、により、リウマチや虚血性心疾患、アルツハイマー病など、様々な非感染性炎症をともなう疾病の発症におけるMCTsの役割を明らかにすることを目的としている。本年度の研究の結果、下記の示す研究成果を得ることができた。
１）MCT-1の個体レベルにおける機能を解析するため、MCT-1をマウス腹腔内に投与し、浸潤する細胞を検討した。その結果、特定の濃度範囲（3 nmol/kg程度）において、MCT-1が顕著な好中球浸潤を惹起すること、また100 nmol/kg以上の投与により肥満細胞の脱顆粒が誘導されることが示された。
２）マウスにおいてアセトアミノフェンを腹腔内に投与することにより、実験的劇症肝炎を誘発し、それにより惹起される肝臓への好中球の浸潤に対するMCT-1中和抗体の効果を検討した。その結果、MCT-1中和抗体の静脈投与により、肝臓への好中球の浸潤がほぼ完全に阻害されることが示され、実験的劇症肝炎の発症・拡大にMCT-1が関与していることが示唆された。
３）最近我々が新たに同定した非常に高い自然免疫活性化能を示すペプチド、マイトクリプタイド-3（MCT-3）について、このペプチドにビオチンならびに架橋基を導入し、受容体とクロスリンクさせることにより受容体分子の同定を試みた。その結果、受容体候補として、MCT-3による好中球活性化に関与する３種類のタンパク質を同定した。
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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
非感染性の炎症を起こす因子として、ミトコンドリア由来の傷害関連分子パターン（DAMPs）が近年注目されているが、それを構成する具体的な分子は不明である。上述したように、我々はすでに好中球を活性化する新しい生理活性ペプチド、MCT-1ならびにMCT-2を同定しているが、最近の我々の研究で、それらがDAMPsを構成する因子であることが示唆された。そこで本研究では、それらMCTsの、（１）生体機能を個体レベルで解明すること、（２）受容体を同定し情報伝達機構を明らかにすること、（３）MCTsのDAMPsとの関連を解明し、リウマチや虚血性心疾患、アルツハイマー病など、様々な非感染性炎症をともなう疾病の発症におけるMCTsの役割を明らかにすることで、それら難病に対する革新的な治療法や治療薬を提供すること、を目的とし研究を遂行している。当初計画では本年度、MCTsが免疫細胞に与える効果を個体レベルで解析すること、様々なMCTsに対する中和抗体ならびに拮抗阻害薬を創製すること、さらにMCTsに対する受容体同定を試みること、を目標としていた。すでに、「研究実績の概要」でも述べたが、本年度の研究により、実験動物であるマウスにおいて、MCT-1が好中球の浸潤ならびに肥満細胞の活性化を惹起することを明らかにするとともに、MCT-1に対する中和抗体が、実験的肝炎モデルにおける好中球の浸潤を阻害することが示され、MCT-1が少なくとも急性肝炎における肝臓の起炎ならびに拡大に関与する可能性が見出された。これらの結果は、我々が見出した一群の新たな生理活性ペプチド、MCTsが非感染性炎症に関わる可能性を初めて示す意義深い結果である。さらに、本年度の研究により、MCTsに対する受容体候補タンパク質の同定にも成功しており、本研究が順調にスタートしたと言える結果と考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、我々が同定した一群の新しい好中球を活性化する生理活性ペプチド、MCTsの生体機能を明らかにするとともに、様々な炎症との関連を解明することを目的としている。上述したように、本年度の検討により、MCT-1が急性肝炎の発症に関与している可能性が示されたが、今後はMCT-1について、さらに様々な炎症との関連を検討するとともに、MCT-1以外のMCTsについても順次検討を開始するため、下記の研究を行う。
１）好中球におけるMCTsに対する受容体の同定：
好中球様細胞において、本年度の検討で同定した３種類のタンパク質の発現をノックダウンし、MCTsが惹起するβ-hexosaminidaseの分泌量や細胞内カルシウム濃度などを測定することで、MCTsの情報伝達に関与するものを選別する。ノックダウン実験の結果により情報伝達への関与が認められたタンパク質については、それらを細胞に発現させ、MCTsの情報伝達が起こることを確認することで、受容体あるいはその複合体を構成するタンパク質を同定する。
２）傷害モデルにおけるMCTsの関与および分子形態の解析：
(a) 腎臓や心臓などをはじめとした組織傷害モデルを、マウスあるいはラットで作製・構築する。そして、あらかじめMCTsに特異的な中和抗体あるいは拮抗薬を尾静脈より投与した後、組織傷害を起こすことで、それらが様々な組織傷害の病因因子であるかを検討する。
(b) 様々な傷害モデル動物の血液を採取し、ペプチド認識抗体を用いたアフィニティクロマトグラフィーを行うことで、含まれる様々なMCTsの精製を試みる。さらにその精製サンプルを逆相HPLCにより分析し、含まれるペプチド成分について質量分析やエドマン分解により配列解析することで、体循環に乗ったMCTsの存在および、その分子形態を解析する。
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Research Products
(19 results)
