2019 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of mechanisms on regulating neutrophil functions mediated by autocrine through autophagy.
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19K17942
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| Research Institution | Nagahama Institute of Bio-Science and Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 洋志 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (20362387)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 好中球 / オートファジー / 感染症 / 炎症 / 自然免疫 / IL-8 / 細胞死 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
好中球は白血球の一種で、強力な殺菌能によって細菌感染に対する生体防御の最前線で中心的な役割を果たす。しかし、過剰に働くと自らの組織や臓器の障害を引き起こす。本研究は、この好中球の強力な働きを迅速かつ厳密に制御する生体内の仕組みを明らかにすることを目的とする。感染巣の環境に即応して迅速かつ絶妙に制御するには、好中球自身に由来する成分によるオートクライン的な作用機構が合理的である。そこで、細胞内自己成分の分解機構であるオートファジーが、好中球の細胞質に豊富に含まれるカルシウム結合蛋白質であるS100A8、S100A9蛋白質を介して好中球の働きを制御する機構について検討を行った。
ヒト末梢血から分離した好中球を用い、殺菌作用に重要な活性酸素の産生を誘導する刺激を与えた時の好中球の培養上清中のS100A8、S100A9、およびS100A8/A9ヘテロダイマー（以下、S100A8/A9）の濃度を比較検討した結果、大部分がS100A8/A9であった。また、種々の実験結果から好中球の細胞死に伴って細胞内のS100A8/A9が細胞外へ漏出することが考えられた。オートファジー阻害薬の一種を好中球に作用させると、無刺激および一部の活性酸素産生刺激で、培養上清中のS100A8/A9濃度の有意な上昇を示した。好中球の生存率や細胞内S100A8/A9など、詳細を解析する必要があるものの、オートファジーによって細胞内S100A8/A9量が調節されている可能性が考えられる。S100A8、S100A9、S100A8/A9は、好中球の遊走やサイトカイン産生への影響など種々の生理活性を有することが報告されている。このことから、活性化好中球はオートファジーによって細胞内S100A8/A9を分解することにより、好中球が集積する細菌感染巣の病態形成や好中球機能に影響を及ぼしている可能性が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
培養上清試料中のS100A8、S100A9、S100A8/A9それぞれの濃度を測定するELISA法や細胞生存率を測定するXTT法などで交差反応や非特異反応を見極める必要が生じたため、実験結果の評価に時間を要することとなった。
しかし、オートファジーによる好中球の機能制御機構のひとつとして、細胞内S100A8/A9を介した作用を示唆する実験結果が得られ、立案した研究計画に沿った方向で進んでいる。
以上により、進捗状況を「やや遅れている」と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度の研究遂行中において、オートファジーによる好中球の機能制御機構として、S100A8/A9以外にも有力な細胞内蛋白質を着想した。2020年度はこれについても並行して検討を行う。
これらの蛋白質により、好中球が炎症性サイトカイン、抗炎症性サイトカインを産生・細胞外放出するかを検討する。
好中球がオートファジーを経てどの程度S100A8/A9等が細胞外放出されるかを明らかにするため、好中球の活性化に伴うオートファジー誘導および阻害薬によるオートファジーを抑制した実験系において、細胞内外のS100A8/A9等の量を測定する。
また、S100A8/A9等に対する中和抗体や細胞膜表面レセプター抗体、細胞内情報伝達系の種々の阻害薬を用いた抑制実験系により、S100A8/A9等の作用機序を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
2019年度は、研究計画を遂行していくための前提となる基礎実験の評価が中心となり、予定していた作用機序等に関する実験の多くは2020年度以降に行うこととなった。よって、それらの実験に要する経費を次年度に使用することとなった。
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