炎症応答の鍵分子としての低分子量G蛋白質Arf6の解析

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K06146
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 金保 安則 筑波大学, 医学医療系, 教授 (00214437)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 船越 祐司 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (30415286)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 低分子量G蛋白質Arf6 / 炎症応答 / マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、細胞膜ダイナミクスや細胞内小胞輸送を制御する低分子量G蛋白質Arf6の、炎症応答における機能解明を目的とする。炎症応答では、異物や内因性刺激物質を貪食したマクロファージ中でインフラマソームが活性化され、IL-1βが成熟化・放出されることにより炎症反応が惹起される。さらに、活性化したインフラマソームはそれ自体が細胞外に放出され（ASC speck）、周囲のマクロファージに貪食され、取り込んだマクロファージでさらなるIL-1β産生を誘導し炎症を増幅させる。前年度までに、マクロファージ特異的Arf6コンディショナルノックアウト（Arf6-cKO）マウスを用いた解析から、Arf6は、マクロファージによるASC speckのファゴサイトーシスを促進し、取り込んだマクロファージでの二次的なインフラマソーム形成を誘導することで連鎖的に炎症を増幅し、気管支喘息を増悪させることを明らかにしている。さらに、ASC speckの貪食時にはArf6 GEFであるCytohesinファミリーが必要であることを示している。令和5年度はこれらの解析を継続し、以下の知見を得た。
１）Arf6-cKOマウスでは、気管支喘息モデルのみならずインフルエンザ感染による炎症も緩和され、生存率が上昇していた。このことから、Arf6を介したインフラマソームの細胞間伝搬は、ウイルス感染時のサイトカインストーム誘導にも関わることが示唆された。
２）Arf6-cKOマクロファージでは、刺激物質やウイルス感染による初期（一次的）のインフラマソーム形成に影響はなく、一方で、インフラマソーム形成後のASC speck細胞外放出が抑制されていた。このことから、Arf6はインフラマソームの形成それ自体には関与せず、インフラマソーム細胞間におけるASC speckの放出とその後の貪食の両課程に関わることが明らかとなった。