The protein structure determination of IL-36 related molecules and their clinical application.

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K07840
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 大西 秀典 岐阜大学, 医学部附属病院, 准教授 (60381620)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 蛋白立体構造解析 / 自己炎症性疾患 / 乾癬 / サイトカイン / 遺伝子変異

Outline of Annual Research Achievements

インターロイキン(IL)-36はIL-1ファミリー分子の一つであり、皮膚における生体防御、炎症に関与するサイトカインである。近年、IL-36の拮抗分子であるIL-36RaをコードするIL36RN遺伝子の欠損により汎発性膿疱性乾癬を起こすことが報告され、国内でも症例報告が相次いでいる。汎発性膿疱性乾癬は難治性かつ希少疾患であり、その治療法は未確立である。一方、蛋白立体構造解析は創薬の基盤情報となりうるが、IL-1ファミリー分子の中でIL-1、IL-18、IL-33については受容体との詳細な複合体構造情報が明らかとなっているが、IL-36についての構造的知見は未解明である。本研究では、IL-36及びIL-36Raのそれぞれ受容体α鎖(IL-36R)との複合体構造決定を目指している。また、本研究では、構造情報を元にした臨床応用へ展開する研究も副次的な目的としている。
2018年度に、構造解析に必要な各種リコンビナント蛋白の大量精製を行い、IL-36α、IL-36Ra、IL-36受容体を含むIL-1ファミリーの受容体細胞外ドメインの精製方法を確立していたが、2019年度には受容体タンパク群の収量が課題として残った。
2020年度は前年度までに課題となったIL-36Rの収量の改善に取り組んだ。ベクター設計の不備を修正し、収量を改善することができた。また精製したカイコ由来リコンビナントIL-36RはIL-36Raタンパクと複合体形成可能であることが証明された。新たな研究計画の元、引き続き構造解析に挑戦する予定である。
また、これらと並行して、新規に患者から同定されたIL36RN遺伝子上の意義不明遺伝子バリアント(VUS)の病的意義の判定についてin vitro実験手法の開発も行い、実験系を確立した。さらに類縁疾患である、IL1RN遺伝子上のVUS判定系も構築した。

Research Products

• [Journal Article] Successful treatment of a novel type I interferonopathy due to a de novo PSMB9 gene mutation with a Janus kinase inhibitor. (2021)
  • Author(s): Kataoka S, Kawashima N, Okuno Y, Muramatsu H, Miwata S, Narita K, Hamada M, Murakami N, Taniguchi R, Ichikawa D, Kitazawa H, Suzuki K, Nishikawa E, Narita A, Nishio N, Yamamoto H, Fukasawa Y, Kato T, Yamamoto H, Natsume J, Kojima S, Nishino I, Taketani T, Ohnishi H, Takahashi Y.
  • Journal Title: J Allergy Clin Immunol. Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.010.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Novel Homozygous Mutation Destabilizes IKKβ and Leads to Human Combined Immunodeficiency. (2021)
  • Author(s): Qin T, Jia Y, Liu Y, Dai R, Zhou L, Okada S, Tsumura M, Ohnishi H, Kato Z, Kanegane H, Sun X, Zhao X.
  • Journal Title: Front Immunol. Volume: 11 Pages: 517544
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.517544.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Functional analysis of novel A20 variants in patients with atypical inflammatory diseases. (2021)
  • Author(s): Kadowaki S, Hashimoto K, Nishimura T, Kashimada K, Kadowaki T, Kawamoto N, Imai K, Okada S, Kanegane H, Ohnishi H.
  • Journal Title: Arthritis Res Ther. Volume: 23 Pages: 52
  • DOI: 10.1186/s13075-021-02434-w.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical and Immunological Heterogeneity in Japanese Patients with Gain-of-Function Variants in STAT3. (2021)
  • Author(s): Tanita K, Sakura F, Nambu R, Tsumura M, Imanaka Y, Ohnishi H, Kato Z, Pan J, Hoshino A, Suzuki K, Yasutomi M, Umetsu S, Okada C, Takagi M, Imai K, Ohara O, Muise AM, Okada S, Morio T, Kanegane H.
  • Journal Title: J Clin Immunol. Volume: 41 Pages: 780-790
  • DOI: 10.1007/s10875-021-00975-y.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Case of Muckle-Wells syndrome with erythema dominantly infiltrated by lymphocytes. (2021)
  • Author(s): Kadowaki S, Kimura T, Shiraki M, Mizutani Y, Nakama M, Kobayashi K, Suzui N, Kawamoto N, Ohnishi H, Seishima M.
  • Journal Title: J Dermatol. Volume: 48 Pages: e100-e101
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15686.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IRAK4 Deficiency Presenting with Anti-NMDAR Encephalitis and HHV6 Reactivation. (2021)
  • Author(s): Nishimura S, Kobayashi Y, Ohnishi H, Moriya K, Tsumura M, Sakata S, Mizoguchi Y, Takada H, Kato Z, Sancho-Shimizu V, Picard C, Irani SR, Ohara O, Casanova JL, Puel A, Ishikawa N, Okada S, Kobayashi M.
  • Journal Title: J Clin Immunol. Volume: 41 Pages: 125-135
  • DOI: 10.1007/s10875-020-00885-5.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Immunophenotyping of A20 haploinsufficiency by multicolor flow cytometry. (2020)
  • Author(s): Kadowaki T, Ohnishi H, Kawamoto N, Kadowaki S, Hori T, Nishimura K, Kobayashi C, Shigemura T, Ogata S, Inoue Y, Hiejima E, Izawa K, Matsubayashi T, Matsumoto K, Imai K, Nishikomori R, Ito S, Kanegane H, Fukao T.
  • Journal Title: Clin Immunol. Volume: 216 Pages: 108441
  • DOI: 10.1016/j.clim.2020.
  • Peer Reviewed