2019 Fiscal Year Annual Research Report
STINGを介したI型インターフェロン応答の収束機構の解明
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19J23315
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小川 笑満里 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 自然免疫 / リソソーム / 細胞内膜輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自然免疫は先天的に備わっている遺物に対する応答機構であり、感染初期の生体防御において重要な役割を持つ。自然免疫応答シグナルの一つであるSTING経路は、ウイルス感染時に細胞質中に漏出したDNAに応答してI型インターフェロン（I型IFN）や炎症性サイトカインを誘導するシグナル伝達経路である。DNAウイルス感染時に細胞質中に漏出するDNAはセンサータンパク質cyclic GMP-AMP synthase (cGAS)によって感知され、cyclic GMP-AMP (cGAMP)が産生される。cGAMPは定常状態で小胞体に局在する４回膜貫通タンパク質STINGに直接結合し、その下流でTBK1/IRF3を介してI型IFNが、NF-κBを介して炎症性サイトカインが発現誘導されることが知られている。STINGのこのようなシグナル経路におけるアダプタータンパク質としての機能は知られていたが、STING自身の活性化制御機構については不明な点が残されていた。
当研究室ではこれまでにSTINGの活性化機構に注目し解析を行い、STINGが小胞体からゴルジ体へと輸送されて活性化し、パルミトイル化修飾を受けることが活性化に必要であることを示してきた。私は修士課程までに、活性化したSTINGのゴルジ体以降の局在とシグナル収束の関係について解析を進め、STINGがリソソームへと輸送されるにつれて分解され、シグナルが収束していることを見出してきた。そして、この分子機構を明らかにするために、STINGの分解に必要な遺伝子のゲノムワイドスクリーニングを行なってきた。
本年度はこのスクリーニングにおいて同定された約200遺伝子について、個別にノックアウト細胞を作成し、STINGの分解とシグナル収束への影響を評価した。さらに、STINGのリソソームへの輸送過程について、超解像度顕微鏡を用いた詳細な観察を行なった。
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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
今年度は主に、修士課程に行なったゲノムワイドスクリーニングにおいて同定された約200遺伝子について、スコアの高かったものから順に、個別にノックアウト細胞を作成し、STINGの分解とシグナル収束への影響を評価した。今後はスクリーニングの結果の再現が取れた遺伝子について、STING経路への特異性検証する。
また、来年度以降に行うSTING近傍タンパク質の同定に向けて実験系の構築も進めており、研究計画が順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の解析から、STINGの分解とシグナル収束に影響のあった遺伝子について、STING経路に対する特異性を検証する。スクリーニングの結果への確証を得るため、再度スクリーニングを行う。
また、超解像度顕微鏡によるSTINGのリソソームへの輸送過程の観察と、電子顕微鏡による観察とを合わせ、STINGの輸送過程を詳細に明らかにする。
これに加え、STINGが分解し、下流シグナルを収束させる分子機構を明らかにするもう１つの手段として、STINGの相互作用タンパク質についての解析を進める。具体的には、近傍タンパク質ビオチン化タグ（APEX2）を付加したSTINGの安定発現細胞を用いて、STINGのリソソーム輸送時の近傍タンパク質を質量分析で同定する予定である。
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