2022 Fiscal Year Research-status Report
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20K08158
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
津村 弥来 広島大学, 医系科学研究科(医), 研究員 (80646274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 賢 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80457241)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 複合免疫不全症 / 原発性免疫不全症 / ユビキチン修飾 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脱ユビキチン化酵素であるCYLDは、NF-κBシグナル伝達を負に制御し、細胞増殖や免疫恒常性に関与する。家族性円柱症の家系例において、CYLDに複合ヘテロ変異を同定し、CYLDのmRNAおよびタンパク発現が著減することを明らかにしている。本研究の成果として、患者の免疫系細胞が数的および質的な異常を示すこと、一過性強制発現系による機能解析からCYLDの各アレルがTNF-α 誘導性のNF-κBシグナル伝達を増強させることを明らかにしている。CYLDの両アレルとも、Met1-及びK63結合型ユビキチン鎖に対する特異的脱ユビキチン化能が障害されることも明らかにしている。さらに、患者では破骨細胞の過形成が示され、患者でみとめる骨粗鬆症の病態を反映する結果も得ている。
本年度は、以下の2項目について検討した。①線維芽細胞を用いた脱ユビキチン化能の検討：M1およびK63結合のユビキチン鎖の蓄積を測定することにより評価した。患者では、TNF-α刺激によるM1結合のユビキチン化は軽度に阻害され、K63結合のユビキチン化は健常者と比較して促進していた。さらにユビキチン化酵素であるLUBACの構成要素のタンパク発現が著名に低下していることが判明した。このことから、CYLDの質的欠損がLUBACの不安定性を引き起こし、M1結合ユビキチン化の減少をもたらす可能性が示唆された。②線維芽細胞を用いたNF-κBシグナル伝達の検討：フローサイトメトリーによる解析から、患者ではTNF-αによるNF-κB活性化が軽度に障害されることが明らかとなった。また、患者の線維芽細胞では、TNF-α刺激に対するIL-6 mRNAの発現が損なわれ、IL-6の分泌も障害されていた。よってCYLD欠損線維芽細胞においても、NF-κBシグナル伝達に異常があることが明らかとなった。
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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
患者は、免疫不全と症候学的特徴を併せ持つ。患者が示す臨床症状はCyldノックアウトマウスの表現型と類似するものの、これまでヒトにおいてはヘテロ接合性変異による皮膚腫瘍発症の報告があるのみで、患者で認めた複合ヘテロ変異による報告例はない。
CYLDは脱ユビキチン化酵素であり、NF-κBのシグナル伝達を負に制御することが知られている。ノックアウトマウスの表現型を参照しながら、患者でみとめるCYLD欠損の分子病態について解明することを目的とし研究を進めている。一過性強制発現系実験では、各アレルごとの発現、脱ユビキチン化能、NF-κBシグナル伝達能について検討してその障害を明らかにした。患者由来の末梢血・骨髄細胞を用いた解析からは、免疫系細胞の量的・質的異常を明らかにするとともに、破骨細胞の過形成による骨粗鬆症発症との関連性についても明らかにすることができた。また患者由来の線維芽細胞を用いた解析では、TNF-αに対する脱ユビキチン化能、NF-κBシグナル伝達能の詳細を調べるとともにNF-κBシグナル伝達関連分子や下流分子の動態をmRNAレベル、タンパクレベルで検証を行い、CYLDの欠損による分子病態の全貌が明らかになりつつある。したがって現在のところ、当初の計画通りにおおむね順調に研究が進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
健常者および患者由来の線維芽細胞を用いた網羅的RNA発現解析のデータ解析を行う。
現在、患者でみとめる変異を有したCyldのノックインマウスの作製中である。複合ヘテロ変異のアレル毎の機能評価を行うためのノックインホモマウスが得られ次第、免疫学的解析をはじめ、患者の表現型との比較検討をしながら評価する予定である。
また過去三年間の研究成果について総合的な評価を行い、再現実験が必要であれば施行し、論文化を進める。
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| Causes of Carryover |
CYLD欠損症患者は世界において初症例である。第2症例目を探索しているが、現在1名のみしか存在しない。よって、本研究遂行のためには、より詳細な解析が必要と考えている。そこで、患者の変異を有したCyldノックインマウスの樹立を試みている。樹立したノックインマウスを用いて免疫学的検討をはじめ、骨粗鬆症などの表現型などこれまでに得た研究成果と比較検討を行う予定である。そのため、マウスの飼育費用、解析費用を次年度に持ち越すことにした。
また、論文化に向け、再現実験を行う必要があり、それらに必要な試薬等の購入のための経費も次年度に持ち越すことにした。
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[Journal Article] A complementary approach for genetic diagnosis of inborn errors of immunity using proteogenomic analysis2023
Author(s)
Sakura F, Noma K, Asano T, Tanita K, Toyofuku E, Kato K, Tsumura M, Nihira H, Izawa K, Mitsui-Sekinaka K, Konno R, Kawashima Y, Mizoguchi Y, Karakawa S, Hayakawa S, Kawaguchi H, Imai K, Nonoyama S, Yasumi T, Ohnishi H, Kanegane H, Ohara O, Okada S
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Journal Title
PNAS Nexus
Volume: 2
Pages: 1～12
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Novel STAT1 Variants in Japanese Patients with Isolated Mendelian Susceptibility to Mycobacterial Diseases2022
Author(s)
Ono R, Tsumura M, Shima S, Matsuda Y, Gotoh K, Miyata Y, Yoto Y, Tomomasa D, Utsumi T, Ohnishi H, Kato Z, Ishiwada N, Ishikawa A, Wada T, Uhara H, Nishikomori R, Hasegawa D, Okada S, Kanegane H.
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Journal Title
Journal of Clinical Immunology
Volume: 43
Pages: 466～478
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Neutralizing Type I Interferon Autoantibodies in Japanese Patients with Severe COVID-192022
Author(s)
Eto S, Nukui Y, Tsumura M, Nakagama Y, Kashimada K, Mizoguchi Y, Utsumi T, Taniguchi M, Sakura F, Noma K, Yoshida Y, Ohshimo S, Nagashima S, Okamoto K, Endo A, Imai K, Kanegane H, Ohnishi H, Hirata S, Sugiyama E, Shime N, Ito M, Ohge H, Kido Y, Bastard P, Casanova JL, Ohara O, Tanaka J, Morio T, Okada S
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Journal Title
Journal of Clinical Immunology
Volume: 42
Pages: 1360～1370
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The risk of COVID-19 death is much greater and age dependent with type I IFN autoantibodies2022
Author(s)
Manry J, Bastard P, Gervais A, Le Voyer T, Rosain J, Philippot Q, Michailidis E, Hoffmann HH, Eto S,・・・, Tsumura M, et al
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 119
Pages: e2200413119
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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