2015 Fiscal Year Research-status Report
好中球による究極の殺菌術,NETs形成機構の解明：自己免疫疾患の治療戦略に向けて
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26460405
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| Research Institution | Himeji Dokkyo University |
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Principal Investigator |
通山 由美 姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (70362770)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 好中球 / NETs |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、好中球によるNeutrophil extracellular traps (NETs)形成の分子機構の解明である。NETsは、好中球が投網のごとく変形して微生物を包み込む殺菌機構である。近年、本来の機能である生体防御に加えて、過剰なNETs形成が様々な疾患を誘導する可能性が報告されているが、詳細な分子機構は未解明である。
これまでの研究成果として、1）ヒト末梢血由来の好中球や好中球様に分化した白血病細胞株を利用するとin vitroにNETs形成を誘導できること、2）補体受容体を介したカンジダ菌(真菌)の食作用では、食作用後の殺菌プロセスが NETs誘導シグナルに変換されており、人工的なNETs誘導試薬であるPMAで好中球を刺激した場合同様にNETsが形成することを見出した。そこで本年度は、NETs形成に至るプロセスを段階に分けて解析することとした。PMAでヒト好中球を刺激し、膜透過性および非透過性の核酸染色試薬存在下で詳細に追跡したところ、以下のように進行することが確認できた。1）核の形態が変化して分葉核を喪失し（30分～１時間）、その後、２)クロマチンの脱凝縮が進行して膨潤し（1～2時間）、さらに進んで3）核膜の崩壊が起こり、NETs成分が放出する（3～4時間）。これら1)～3）の各段階において、秩序だった細胞内化学反応が起こることで、クロマチン構造が緩み、遺伝子である核酸DNAがほどけた網が完成すると考え、各段階においてkeyとなる反応を見出すための検討を開始した。経時的に細胞内分子の翻訳後修飾を追跡するため、各段階の細胞成分について質量分析を行いNETs形成に重要な標的分子を解析した。各種ヒストンタンパク質など多くのタンパク質において翻訳後修飾の変化を見出したが、そのNETs形成における機能についてはさらなる検討が必要である。
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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
順調な点としては、初年度に構築したNETs形成のin vitroモデルを利用してさらに詳細な解析に進むことができた。一方で、質量分析による翻訳後修飾の解析では、経過時間依存性に多くの変化を見出したが化学修飾に偏りが認められた。好中球の強い活性酸素種等により、サンプル作成過程において人工的な変化が加わっている可能性もあり、今後の標的分子の同定に向けて、多方面からの検討が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きNETs形成過程を分子レベルで解明する研究に取り組む。とりわけ、平成27年度に開始したNETs形成過程の細胞成分をサンプルとした質量分析の検討をさらに進める。NETs形成の各段階について、重要な標的分子を選択し、遺伝子欠失型および変異型の好中球モデルを作成してその効果を検証する。並行して、感染微生物によるNETs 形成において、NETsを誘導またはNETs抵抗性の菌体由来物質の探索をおこない、NETs形成とNETsの機能をコントロールするin vitroシステムの構築にも取り組む。
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| Causes of Carryover |
物品費、とりわけ抗体および遺伝子改変に必要な試薬類を予定より少量ですませることができ、予算に余裕が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後はその費用を、NETs形成各段階の翻訳後修飾の同定のための質量分析（一部受託を予定）、候補分子に関わる抗体の作成および購入、さらにNETs形成と抵抗性に関わる菌体由来物質の同定のために有効に利用する。
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Research Products
(8 results)
