the mechanism of cytokine storm induction via cell-to-cell transmisson of inflamamsome

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20753
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0803:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Ogura Yukino 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60966597)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: インフルエンザウイルス / インフラマソーム / 急性炎症応答 / サイトカインストーム / ウイルス学 / Arf6 / ASC

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the mechanism of cytokine storm induction via cell-to-cell propagation of inflammasomes. In mice deficient in the macrophage-specific small GTPase Arf6, the pathogenesis after influenza virus infection was markedly improved. To clarify its mechanism, we established an in vitro evaluation system and found that macrophages phagocytose prion-like aggregates of inflammasome component ASC (ASC speck) via Arf6 activation, thereby stimulating the secretion of proinflammatory cytokines. This suggests that Arf6-dependent phagocytosis of extracellular ASC speck in response to infection may induce a cytokine storm.

Free Research Field

ウイルス学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インフラマソームは病原体やダメージ関連分子を認識して炎症性サイトカインの放出を誘導するタンパク質複合体である。一方で、インフラマソームは細胞間を伝播し、非感染細胞においても炎症を誘導するシードとなる。本研究では、インフルエンザウイルス感染病態において、インフラマソームの細胞間伝播にはArf6が必要とされることを明らかにし、Arf6が過剰な炎症応答の治療標的となる可能性を見出した。この機構は感染病態のみならず、各種炎症疾患の治療法開発に応用できると期待される。加えて、本研究で確立された細胞間伝播インフラマソームによる炎症応答の評価系は、更なる炎症シグナル伝達機構の理解に役立つと考えられる。