2021 Fiscal Year Annual Research Report
炎症促進性細胞死パイロトーシスの代謝産物による制御
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20H03955
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
秋 利彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (60304474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
船越 丈司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (40444715)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | パイロトーシス / ガスダーミン / マクロファージ / グルコース |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画第二年度の今年度は、パイロトーシス の主要な実行分子であるガスダーミンDとガスダーミンEの遺伝子発現の関係性について検討した。マウスマクロファージ細胞株であるRAW264.7細胞を大腸菌の菌体成分であるリポポリサッカリド(LPS)で刺激し炎症性細胞死であるパイロトーシスを誘発させた。この実験条件において、グルコースによりガスダーミンD依存性のパイロトーシスが抑制されることをすでに報告していた。今回、グルコース濃度を低下させるとそれに伴いガスダーミンDの遺伝子発現量が減少し、更にガスダーミンDのタンパク量も減少することが判明した。このことは、グルコースによるガスダーミンD依存性パイロトーシス の促進機構の重要な一つとして、ガスダーミンDの存在量自体を上昇させるという機構があることを示している。更に、LPS刺激自体もガスダーミンDの発現量を増加させる作用を有していることも確認され、ガスダーミンD依存性のパイロトーシスはガスダーミンDの発現量自体を調節することによって制御されていることが判明した。更に、グルコース濃度の上昇に伴うガスダーミンD遺伝子発現の上昇と逆相関して、ガスダーミンEの遺伝子発現は低下していた。また、解糖系の阻害剤であるデオキシグルコース処理により解糖系を阻害すると、LPSによるガスダーミンD遺伝子発現促進効果が見られなくなった。以上のことから、ガスダーミンD依存性パイロトーシス の遂行はガスダーミンD自体の存在量を上下させることにより精密に調節されていること、またガスダーミンDの発現が低下してもそれと逆相関してガスダーミンEの発現量が上昇し、細胞死自体は遂行されることなどがわかった。
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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
本研究課題の目的は、炎症促進性細胞死であるパイロトーシスの代謝による調節機構を解明することにある。そのために、炎症応答がグルコース代謝と密接に関係しているという事実に基づき、特に解糖系のと関係について調べたところ、ガスダーミン遺伝子の発現自体が解糖系の活性により制御されていることを見いだすことができた。更に、別のガスダーミン分子であるガスダーミンEの発現がガスダーミンDと逆相関していることもわかった。計画第二年度でこの関係を見いだすことができたので、計画は概ね順調であり最終年度にはこの関係を司る転写因子や代謝中間体を見いだすことができることが期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はガスダーミンDとガスダーミンEの遺伝子発現の間に観察された逆相関関係をになう転写因子の解明に取り組む。
また、その転写因子の活性は解糖系の活性により調節されていることが予想され、また解糖系の代謝中間体が関係しているとも予想される。それらに事実に基づき、まずはガスダーミン遺伝子発現を調節する転写因子を同定する。RNAiライブラリを用いたスクリーニングにより行う予定である。ガスダーミンDの遺伝子発現調節を行う分子としてIRF2などがすでに報告されているが、このLPSとグルコースによるガスダーミン遺伝子発現の調節機構にIRF2は関与していないことを示唆するデータをすでに得ている。代謝中間体は質量分析計を用いたメタボローム解析により行う。
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