2014 Fiscal Year Annual Research Report
RNAセンサーを起点とした抗ウイルス自然免疫応答制御メカニズムの解析
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26293107
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
河合 太郎 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (50456935)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 自然免疫 / ウイルス感染 / シグナル伝達 / サイトカイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウイルスに対する自然免疫応答におけるRBIF-1の解析を行った。RBIF-1（Mex3c）はRNA結合に関与するKHドメインとユビキチン化に関わるRINGドメインを持つ分子であり、その過剰発現によりインターフェロンベータ遺伝子プロモーターを活性化することから、ウイルスに対する自然免疫応答を制御する可能性が示唆された。その為、ウイルスRNA認識センサーであるRIG-IやMDA5の制御に関与することが考えられた。その結果、Mex3cがRIG-Iと結合すること、両者がストレス顆粒に局在することを見いだした。さらに、Mex3cがRIG-Iの活性化に重要なリジン残基のK63型ユビキチン化修飾を施すことを見いだした。Mex3c欠損マウスを樹立し、解析を行ったところ、Mex3欠損細胞では、RIG-Iで認識されるウイルスに対するサイトカイン産生が現弱しており、ウイルス感染に対して易感染性を示すことを見いだした。これらのことから、Mex3cがRIG-I経路の活性化に必須の分子であることが明らかとなった。また、Mex3cと相同性を示す分子（Mex3a, b）や他のRNA結合分子の自然免疫制御における役割にも着目し解析を始めた。その結果、過剰発現によりインターフェロンベータ遺伝子プロモーターを活性化可能な新たな分子を一つ同定することができた。現在、ノックダウンや過剰発現によりウイルスに対する応答性におけるこの分子の役割を解析している。さらに、MDA5の負の制御因子として新たに低分子量Gタンパク質Arl5Bの同定を行った。
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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
遺伝子欠損マウスの作成を通して、ウイルス感染に対する自然免疫応答におけるMex3cの役割の解析を行った。その結果、Mex3c欠損マウス由来の細胞においては、RIG-Iで認識されるRNAウイルスに対するインターフェロンベータ産生が減少し、ウイルス感染に対して易感染性を示すことを見いだし、ウイルスに対する自然免疫応答における重要性を明らかにすることができた。その分子メカニズムとして、Mex3cがRIG-Iに結合しユビキチン化を施すE3ユビキチンリガーゼとして機能していることを見いだした。また、Mex3cと相同性を示す分子やRNA結合分子に着目し解析を行った結果、過剰発現によりインターフェロンベータ遺伝子プロモーター活性化を誘導することのできる新たな分子を一つ見つけることができた。PIKfyveに関しては遺伝子欠損マウスの樹立に成功することができた。さらに、MDA5の負の制御因子として新たに低分子量Gタンパク質Arl5Bの同定を行った。Arl5B欠損マウス由来の細胞ではMDA5に対する自然免疫応答が上昇していた。以上のことから、おおむね順調に研究が進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Mex3cがRNA結合領域を有することから、ウイルスRNA認識に関わる可能性が考えられる。その為、今後両者の結合を生化学的に解析する。また、RIG-IとMex3cの細胞内での挙動を可視化技術により明らかにすることを目指す。RIG-IとMex3cがウイルス感染後にストレス顆粒と呼ばれる細胞質内顆粒へと細胞質より移動することから、Mex3c欠損マウス細胞におけるRIG-Iの動態を解析することで、Mex3cがRIG-Iの挙動を制御しているかどうか詳細な検討を行う。また、新たに見いだしたインターフェロンベータ遺伝子プロモーターを活性化することのできるRNA結合分子について詳しい解析を行う。具体的には、ノックダウンや過剰発現によりウイルス感染に対するサイトカイン産生に差が生じるか検討を行う。同時に、遺伝子欠損マウスあるいは細胞を樹立し、これらを用いてウイルスに対する自然免疫応答を調べる。また、現在樹立に成功しているPIKfyve欠損マウスに関しては、樹状細胞、マクロファージ、繊維芽細胞等を取り出し、ウイルス感染後の反応を解析する。個体レベルにおいては、ウイルスに対する抗体産生やT細胞応答等を調べることでウイルスに対する生体防御における役割を明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
マウス骨髄由来樹状細胞及びマクロファージを培養中に予想外の雑菌コンタミネーションが起こり、実験の遅延が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マウス骨髄由来樹状細胞及びマクロファージ培養溶液中に加えるサイトカインや培養に必要な器具（ピペット、ディッシュ）を購入する。
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[Journal Article] RIG-I detects mRNA of intracellular Salmonella enterica serovar Typhimurium during bacterial infection.2014
Author(s)
Schmolke M, Patel JR, de Castro E, Sánchez-Aparicio MT, Uccellini MB, Miller JC, Manicassamy B, Satoh T, Kawai T, Akira S, Merad M, García-Sastre A.
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Journal Title
MBio.
Volume: 5
Pages: e01006-14.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Nucleic acid sensing by T cells initiates Th2 cell differentiation.2014
Author(s)
Imanishi T, Ishihara C, Badr Mel S, Hashimoto-Tane A, Kimura Y, Kawai T, Takeuchi O, Ishii KJ, Taniguchi S, Noda T, Hirano H, Brombacher F, Barber GN, Akira S, Saito T.
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Journal Title
Nat Commun.
Volume: 5
Pages: 3566
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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