2023 Fiscal Year Annual Research Report
Studying molecular bases of alternative TLR responses
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21H04800
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三宅 健介 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60229812)
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2021-04-05 – 2025-03-31
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| Keywords | Toll様受容体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Toll様受容体 (Toll-like receptor, TLR) は病原体成分を認識し炎症応答を誘導するセンサーである。これまでのTLR研究は炎症性サイトカインの産生など、炎症応答に注目してきた。本研究では、炎症性サイトカイン産生とは異なる TLR応答に焦点を当て、その応答を代替応答と定義し、代替応答の分子基盤を解析する。TLR代替応答が関与する疾患としてリソソーム蓄積病に注目し、リソ ソームに蓄積した代謝産物がTLRを活性化し、病態を誘導する可能性を検討する。具体的には、ヌクレオシド、RNA、DNAがリソソームに蓄積するマウスを作成し、そのマウスにおいて、活性化されるTLR応答を解析する。本年度はヌクレオシドが リソソームに蓄積するSLC29A3異常症のモデルマウスの解析を進めた。SLC29A3遺伝子欠損マウスで認められる組織球症はTLR7依存性であることを示した。ヒトSLC29A3異常症では、TLR8が組織球症を誘導していることも示した。さらに、TLR7依存性マクロファージ増殖の分子基盤を明らかにするために、増殖に関わる分子の検索を進めた。その結果、FcRγとDAP10が関与する可能性が示された。そこでSLC29A3-/-マウスにおいて、これらの分子を欠損させると、脾腫は完全に消失し、マクロファージの増殖も検出されなかった。つまり、FcRγとDAP10がTLR7依存性マクロファージ増殖に必要であることが明らかになった。RNAがリソソームに蓄積するRNaset2-/-マウスについての解析も進め、関与するTLRを同定した。また、脾臓と肝臓に蓄積したマクロファージについて、RNAseq解析を行い、肝臓で蓄積しているマクロファージは脾臓で蓄積しているマクロファージと大きく異なる遺伝子発現プロファイルを示していることが明らかになった。
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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
リソソームにヌクレオシドが蓄積するSLC29A3異常症についての解析は当初の計画通り、進み、最初の論文をすでに報告した。SLC29A3異常症では、蓄積したヌクレオシドにより、TLR7、TLR8がそれぞれヒト、マウスで活性化され、マクロファージの増殖を誘導し、組織球症と呼ばれる病態を誘導することを報告した。さらにTLR7依存性のマクロファージ増殖にFcRγとDAP10が関わることも、SLC29A3-/-マウスにおいて、これらの分子を欠損させることで、示した。この結果も同じ論文で報告した。RNaseT2遺伝子欠損マウスについても、当初の計画通り、リソソームにおけるRNA蓄積によって活性化されるTLRの同定に成功している。センサーの同定と並行して、リソソームにRNAが蓄積しているかどうかについても検討した。脾臓や肝臓から調整したリソソーム画分を解析し、RNAの蓄積が確認できた。また、脾臓、肝臓で蓄積しているマクロファージのRNAseq解析もすでに終えている。その結果から、肝臓で蓄積しているマクロファージでは脾臓で蓄積しているマクロファージと大きく異なり、特定の転写因子群の活性化によるターゲット遺伝子群の発現が認められた。これらの遺伝子がどのようなマクロファージ応答を誘導するのかについても検討している。さらに、リソソームにDNAが蓄積するマウスとして、PLD3、PLD４の２重欠損マウス(PLD3/4遺伝子欠損マウス)も作成し、原因となるTLRを特定するべく、マウスの交配を進め、すでに関与するTLRの同定に成功しているが、すべての表現型が消失するわけではなかったので、TLR以外のセンサーについても、関与を調べるために、マウスの交配を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの進捗を受けて、SLC29A3-/-マウスではTLR7が誘導する増殖応答の分子基盤解明を目指してゆく。特にFcRγやDAP10に会合し、TLR7依存性のマクロファージ増殖に関わる分子の同定を進める。また、今後は脾臓に加えて他の臓器にも注目する。例えば、唾液腺、膵臓、子宮などの臓器でもマクロファージの蓄積が確認されている。そこで、これらの臓器に注目し、マクロファージの蓄積による病態について検討する。そのために、組織学的な解析とFACS解析を並行して進め、マクロファージの解析とともに、他の浸潤している細胞についての解析も進める。必要であれば、それぞれの臓器からマクロファージを調整し、1細胞解析を進めて遺伝子プロファイルを調べる。臓器間の違いに注目することで、それぞれの臓器での病態に関わる遺伝子を絞り込めることが期待される。SLC29A3-/-マウスでは脾腫は認められても、肝臓の腫大は認められなかったが、RNaseT2-/-マウスでは脾臓だけでなく、肝臓も腫大したことから、その違いに注目する。そこで、マクロファージの脾臓における増殖応答をSLC29A3-/-マウスとRNaseT2-/-マウスで比較する。また、肝臓に蓄積したマクロファージに特異的に発現している遺伝子群についての解析も進める。特に活性化している転写因子群に注目して、誘導されているマクロファージ応答を検討する。PLD3/4遺伝子欠損マウスについても、すでに関与するTLRは同定しており、今後各臓器での病態について組織学的解析とFACS解析を進める。特に蓄積しているマクロファージについての解析を進め、SLC29A3-/-やRNaseT2-/-マウスと比較して検討する。
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