The role of noncanonical inflammasome in cytokine storms by fungi and viruses

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K10233
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57080:Social dentistry-related
• Research Institution: Ohu University
• Principal Investigator: Tamai Riyoko 奥羽大学, 歯学部, 教授 (90367566)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: caspase-11 / 非古典的インフラマソーム / Sタンパク / ウイルス / 真菌 / Toll-like receptor

Outline of Final Research Achievements

Inflammasomes are multiprotein complexes that mediate inflammatory responses and cell death in response to various stimuli. The non-classical inflammasomes, such as the pyrin inflammasome and the caspase-11 inflammasome, have been implicated in host defense against pathogens. However, the role of these inflammasomes in innate immune signaling is not fully understood.
In this study, we investigated the role of caspase-11 and the effects of alendronate (ALN), a widely used nitrogen-containing bisphosphonate and pyrin inflammasome activator, on pattern recognition receptors-mediated signaling pathway. We found that pathogens-associated molecular patterns and ALN augmented proinflammatory cytokine production and MyD88 expression in RAW-ASC cells, which expresses both pyrin and ASC, and even caspase-11-deficient RAW-ASC cells.
These results suggest that that while non-classical inflammasomes play an important role in biological defense, they are not necessarily essential.

Free Research Field

口腔微生物学および免疫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、非古典的インフラマソームと病原体関連分子パターン受容体の相互作用について検討したが、カスパーゼ11欠損細胞でも、野生株と同様の反応がみられることが多かった。また、カスパーゼ11発現を増強する薬剤である窒素含有ビスフォスフォネートは、COVID-19を増悪させる可能性が考えられたが、実際は同薬剤を使用している人の方が、新型コロナウイルス感染症の経過が良好であるという報告が出た。上記の結果は、非古典的インフラマソームと病原体関連分子パターン受容体が媒介するシグナル伝達の複雑な調節機構や、新型コロナウイルス感染症の発症や重症化に関与する因子の解明に貢献する可能性がある。