2020 Fiscal Year Research-status Report
Project/Area Number |
19K10066
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
佐伯 歩 北海道大学, 歯学研究院, 助教 (70638345)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 健一郎 北海道大学, 歯学研究院, 名誉教授 (50145265)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | インフラマソーム / IL-1β / ジアシルリポペプチドFSL-1 / gasdermin D |
Outline of Annual Research Achievements |
IL-1βは細胞内センサーであるインフラマソームにより活性化され、多くの場合、caspase-1依存的なネクローシス様の細胞死であるピロプトーシスにより細胞外へ放出される。我々はこれまで、Mycoplasma salivariumならびにMycoplasma pneumoniaeのNLRP3インフラマソーム活性化物質の一つであるリポタンパク質 /リポペプチドがマウスマクロファージにピロプトーシスを誘導せず、IL-1βの細胞外分泌を誘導することを明らかにした。本研究では、リポペプチドFSL-1がどのような機構で生きたマクロファージにIL-1β分泌を誘導するのかを明らかにすることを目的とした。近年、caspase-1により活性化されたgasdermin DのN末端領域が細胞膜に小孔を形成し、ピロプトーシスが誘導されること、さらに、生細胞からもgasdermin D小孔を介してIL-1βが分泌されることが報告されたことから、まずはgasdermin Dの関与を検証した。FSL-1はC57BL/6マウスより採取した骨髄由来マクロファージにIL-1βの産生を誘導し、本活性はgasdermin Dのノックアウトにより阻害されなかった。さらに本活性は、細胞膜透過性の阻害剤であるpunicalaginにより有意に阻害された。また、punicalaginはFSL-1の細胞質への局在を阻害しなかった。以上のことより、FSL-1により誘導される生きたマクロファージからのIL-1β細胞外分泌は、gasdermin D小孔によるものではなく、細胞膜透過性が関与していることが示唆された。本研究課題の解明により、未だ不明な点が多く残されているインフラマソームによる炎症制御機構の新たな一面が明らかとなり、多くの重篤な炎症性疾患の新規診断法や予防・治療法開発に寄与することが期待できる。
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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
これまでの研究で、FSL-1により誘導される生きたマクロファージからのIL-1β細胞外分泌は、gasdermin D小孔によるものではなく、細胞膜透過性が関与していることが示唆され、論文発表を行った。
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Strategy for Future Research Activity |
1. 細胞死によらないIL-1βの細胞外分泌機構の解明 exosomeを介した分泌:LPSでプライミングしたB6BMMsをFSL-1で刺激後、反応上清からexosomeを単離し、IL-1βやインフラマソーム関連分子が含まれるかどうかをWB法で調べる。 2. 細胞外pyroptosomeによる炎症増幅機構の解明 (1) pyroptosomeの分離・精製:pyroptosomeをB6BMMsならびにヒトマクロファージ(THP-1細胞)の培養上清からPercollを用いた密度勾配遠心法で分離・精製する。(2) IL-1β産生誘導に関与する分子の同定:pyroptosomeによるIL-1β産生誘導に、どのようなインフラマソーム関連分子ならびにレセプターが関与しているかを調べる。(3) FSL-1のIL-1β産生誘導活性に及ぼす影響:LPSでプライミングしたB6BMMsを精製pyroptosome存在下あるいは非存在下でFSL-1刺激し、反応上清中のIL-1β量を調べる。(4) 細胞死誘導活性:上記(2)(3)で回収した反応上清中の乳酸脱水素酵素を測定する。(5) 貪食細胞と非貪食細胞に対する応答の違いを調べる。(6) 貪食後の細胞内動態: THP-1細胞をpyroptosome-GFPで刺激し、LysoTrackerならびに共焦点レーザー顕微鏡を用いてタイムラプス観察を行う。(7) In vivoでのサイトカイン産生誘導:B6マウス尾静脈からB6BMMs由来精製pyroptosomeを単独あるいはFSL-1と共存下で接種後、血中サイトカインを調べる。
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Causes of Carryover |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため、当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め当初予定通りの計画を進めていく。また、学会がWeb開催となったため、旅費が不要であった。
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