2021 Fiscal Year Annual Research Report
Sensing mechanism of PAMPs/DAMPs by innate immune receptors and their contribution to inflammatory diseases
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20H03468
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
河合 太郎 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50456935)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 自然免疫 / 炎症 / サイトカイン / 細胞死 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が同定したZAIPを欠損するマクロファージ細胞株を用いて炎症抑制機構の解析を行った。RNA-seqによりZAIP KO細胞では、細菌LPS刺激後の IL-6をはじめとする多数の炎症関連遺伝子の発現が顕著に上昇していた。また、Chip-seqにより、ZAIP KO細胞では、H3K4me1が亢進している領域が多数存在してることを確認した。IL-6遺伝子周辺にも亢進領域を複数認めたことから、それぞれの領域を欠損した細胞株を新たに樹立し、IL-6発現誘導を確認したところ、IL-6遺伝子発現が顕著に低下しているクローンを得ることができた。また、ZAIPに結合する分子を質量分析により同定することができた。実際に、細胞内での共局在や結合も確認することができた。さらに、個体レベルでの生理機能を明らかにする上で必要となるマクロファージ特異的にZAIPを欠損するコンディショナルノックアウトマウスの樹立を行った。
また、薬剤刺激により放出され免疫賦活化に関与するDAMPsの同定も行った。今年度、抗腫瘍、抗ウイルス効果を持つことが知られているイミキモドにより癌細胞株を含めた様々な細胞がDAMPs放出を伴う細胞死が誘導されることを見出した。さらに、この細胞死がCaspase-1依存的なパイロトーシスと呼ばれる細胞死であることを見出した。現在、パイロトーシスに伴う放出されるDAMPsの同定を試みている。
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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
ZAIP欠損細胞の解析から、ZAIPがIL-6遺伝子を含む炎症関連遺伝子の発現抑制に関与していることを見出した。また、ZAIPはエピジェネティック制御を通してこれら遺伝子の発現を調節している可能性が見いだされた。さらに、ZAIPと結合するタンパク質の同定を行った。この分子はZAIPとともに核内に局在し、ヒストン修飾に関連する複合体の構成因子の一つであった。さらに、ZAIPを欠損するマウスの樹立を行い、個体レベルでのZAIPの役割について解析できる環境を整えることができた。一方、がん細胞に細胞死とDAMPs放出を誘導する薬剤としてイミキモドの同定を行い、この細胞死がCaspase-1依存的なパイロトーシスであることも見出した。現在、免疫賦活化に関与するDAMPsの同定を目指しスクリーニングを行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
野生型細胞とZAIP欠損細胞においてヒストン修飾に違いが認められる領域をChip-Seqにより明らかにする。特にIL-6やその他炎症関連遺伝子周辺における違いを明らかにする。違いを認めた領域をCRSPR/Cas9で欠損させることにより、該当領域の遺伝子発現における重要性を明らかにしていく。また、既に同定したZAIPと結合するタンパク質の機能解析をノックダウンやノックアウト細胞を用いて行っていく。また、ZAIPノックアウトマウスに関しては解析に必要な個体数が得られた後、LPS投与によるIL-6産生や敗血症の検討、IL-6が関与する関節リウマチや多発性硬化症、肝障害のモデル系を適用することで、これら疾患発症における関与を明らかにしていく。一方で、イミキモドにより誘導されるDAMPsの同定を行うため、イミキモド処理した細胞上清からDNA、RNA、タンパク質を分離し、どの画分に炎症誘導活性が含まれるか検討を行う。
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