2019 Fiscal Year Annual Research Report
自己免疫/自己炎症性疾患における内在性レトロトランスポゾン活性化の意義の解明
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19H03451
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柴田 琢磨 東京大学, 医科学研究所, 助教 (30554505)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 貴世志 東京大学, 医科学研究所, 特任講師 (50466843)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レトロトランスポゾン / Toll Like Receptor / TLR7 / 自己炎症性疾患 / 自己免疫疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内のエンドソームに分布するTLR7はウイルス由来一本鎖 RNA(ssRNA)を認識し、抗ウイルス応答を誘導する。一方、TLR7の過剰活性化は自己免疫疾患や自己炎症性疾患の発症にも関与するが、感染とは関連がないこれら病態においてTLR7が過剰活性化する理由は全く判っていない。我々は最近、ssRNAによるTLR7の活性化にRNA分解産物であるオリゴリボヌクレオチド(ORN)とグアノシン（G）の両者が必須であることを発見し、マクロファージがGを過剰に蓄積した状態ではマウスにおいてTLR7依存的な自己炎症性疾患が引き起こされることを見出した。しかし、構造生物学的にエンドリソソームにおけるGの蓄積だけではTLR7は活性化されないと考えられ、TLR7の過剰活性化の誘導には感染以外のORN供給源が関与するはずである。
昨年度の解析結果から、マクロファージにおいて内在性レトロトランスポゾンの発現量を上昇させることでTLR7依存的な免疫応答が誘導可能であることが判明した。また、同マクロファージにおいては特定の内在性レトロトランスポゾンの発現が特異的に上昇していた。以上の結果を踏まえ、今後は生体内におけるレトロトランスポゾンの発現変化がTLR7の活性化および自己炎症性疾患や自己免疫疾患の病態に与える影響を検証していく。
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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
レトロトランスポゾンがTLR7を介した免疫応答に影響を与えることを示す為、以下に示す３つの項目に着目して検証を行った。
① レトロトランスポゾンの発現がTLR7を活性化することの証明：5-AzacytidineはDNAメチル基転移酵素阻害剤であり、DNAのメチル化を阻害することで普段は抑制されているレトロトランスポゾンの発現を促すことが知られる。Gなどのヌクレオシドをエンドリソソームに過剰に蓄積したマクロファージを作製して5-Azacytidine処理を施したところ、同マクロファージにおいてTLR7依存的なサイトカイン産生が誘導された。この結果より、レトロトランスポゾンはエンドリソソームに分布するTLR7により認識されると考えられる。
② TLR7を活性化するレトロトランスポゾンの種類の検証：内在性レトロトランスポゾンはレトロウイルス、LINE、SINEの3種類に大きく分類することができる。昨年度は、TLR7の恒常的活性化が引き起こされた5-Azacytidine処理マクロファージ細胞株におけるレトロトランスポゾンの発現をRNAseqにより網羅的に検証した。その結果、特定のレトロウイルスの発現量が有意に上昇することが見出された。
③ 自己免疫/自己炎症性疾患におけるレトロトランスポゾンの意義の検証：レトロトランスポゾン発現を抑制する遺伝子の欠損マウスの作製を行った。現在、TLR7依存的に自己免疫および自己炎症性疾患が誘発されるモデルマウスとの交配を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
① レトロトランスポゾンが TLR7を活性化することの証明：昨年度の解析結果から、レトロトランスポゾンの発現を誘発する5-AzaC処理はマクロファージにおけるTLR7の活性化およびそれに伴うサイトカイン産生を誘導することが明らかとなった。本年度は更に、通常状態において細胞内レトロトランスポゾンの発現抑制を担うレトロトランスポゾン関連遺伝子を欠損した細胞の作製も進め、TLR7の恒常活性化を抑制する分子メカニズムの解明を目指す。
② TLR7を活性化するレトロトランスポゾンの種類の検証：昨年度、細胞株においてTLR7を活性化する可能性がある特定のレトロウイルスが見出されたことから、本年度はTLR7依存的に自己免疫疾患および自己炎症性疾患を引き起こすマウスの生体内においても同レトロウイルスの発現が上昇しているのかを検証すると共に、RNAseqによる発現RNAの網羅的解析を行うことで病態に関与する可能性のある内在性レトロトランスポゾンの検索を行う。
③ 自己免疫/自己炎症性疾患におけるレトロトランスポゾンの意義の検証： TLR7依存的に自己免疫および自己炎症性疾患が誘発されるモデルマウスとレトロトランスポゾンの発現抑制遺伝子を欠損したマウスを交配し、得られたマウスの解析を介してレトロトランスポゾンの発現変化が様々な病態に与える影響を検証する。
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