Elucidation of the mechanism underlying the regulation of adaptive immunity by endogenous double-stranded RNA

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K15186
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 中濱 泰祐 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (10636187)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: RNA編集 / Adar1 / 自己免疫疾患 / T細胞成熟

Outline of Annual Research Achievements

2本鎖RNA中のアデノシンをイノシンへと置換するRNA編集はAdar1により触媒され、これには内在RNAがセンサー分子MDA5に非自己として認識されることを防ぐ機能がある。一方、RNA編集は特に胸腺において高頻度で生じるが、その生理的意義は不明である。申請者はこれまでに、CD4+T細胞特異的にAdar1を欠損させると、胸腺における負の選択異常が生じ、自己免疫症状が惹起されることを明らかにしてきた。
2019年度には、T細胞成熟の初期段階からAdar1を欠損(ET-A1 cKO)させたマウスが、胸腺の著しい萎縮に加え、TCRの発現低下、アポトーシスの亢進、DN4ステージへの移行阻害などの異常を示すことを見出した。さらに、MDA5との2重欠損マウスを作製したところ、アポトーシスの亢進は抑えられたものの、DN4ステージへの移行は部分的であり、TCRの発現については全くレスキューされないことが明らかになった。このため、Adar1にはMDA5経路に依存しない機能が存在し、これがT細胞成熟の初期段階に必要であると考えられた。
そこで昨年度はまずTCRの発現調節機構におけるAdar1の機能解析を行った。その結果、Adar1を欠損させると、out-of-frame型のTCRβ mRNA量が増加することが判明した。このため、ET-A1 cKOマウスをTCRトランスジェニックマウスと交配させたところ、DN4ステージへの移行は正常化するものの、一方でアポトーシスは亢進したままであった。そこでさらに、TCRトランスジェニック、MDA5 KOによる2重のレスキューマウスを樹立した。その結果、本マウスでは、Adar1欠損で生じる胸腺異常のほとんどが消失しており、T細胞成熟には、MDA5に依存、非依存的なAdar1の機能の両方が必要であることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] RNA editing at a limited number of sites is sufficient to prevent MDA5 activation in the mouse brain. (2021)
  • Author(s): Jung In Kim, Taisuke Nakahama, Ryuichiro Yamasaki, Pedro Henrique Costa Cruz, Tuangtong Vongpipatana, Maal Inoue, Nao Kanou, Yanfang Xing, Hiroyuki Todo, Toshiharu Shibuya, Yuki Kato, Yukio Kawahara.
  • Journal Title: PLoS Genet Volume: 未定(In Press) Pages: 未定(In Press)
  • Peer Reviewed / Open Access