2016 Fiscal Year Research-status Report
Toll様受容体4複合体を介した自然免疫の機能におけるコアフコースの意義
| Project/Area Number |
26860201
|
|---|
| Research Institution | Fukushima Medical University |
|---|
Principal Investigator |
飯島 順子 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (10559636)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | core fucose / CD14 / TLR4 / endocytosis / IFN-β |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
コアフコースはフコース転移酵素α1,6-fucosyltransferase (Fut8)によりフコース残基をＮ型糖鎖の根元に付加させることで合成される糖鎖構造であるが、Fut8欠損マウスでは成長遅延や肺気腫などの重篤な症状を示すことから、コアフコースが生体において必須であることが分かる。
一方でToll様受容体 (Toll-like receptor, TLR)4複合体を介した自然免疫は生命活動に重要な役割を果たすが、TLR4受容体における糖鎖の機能は不明な点が多い。そこで本研究では、TLR4複合体を介した自然免疫の機能とコアフコースとの関わりに着目し、Fut8を欠損させた培養細胞を用いてコアフコースの役割を調べた。
結果、Fut8を欠損した細胞では野生型と比較して、グラム陰性菌細胞壁外膜の構成成分であるリポ多糖（Lipopolysaccharide, LPS）に対する反応性が低下することが明らかになった。詳細を調べたところ、 Fut8欠損細胞ではLPSに対する結合性やその後のTLR4二量体形成は正常であるにも関わらず、その後のTLR4を含む機能的な複合体の細胞内動態が変化することでシグナル伝達が抑制されることが分かった。また、TLR4を介したシグナル伝達の重要な因子としてMD2とCD14が挙げられる。MD2はTLR4と複合体形成して細胞表面への移行やTLR4の二量体形成と関わり、CD14はTLR4を介したエンドサイトーシスに必須であることが報告されている（Cell. 2011 Nov 11;147(4):868-80）TLR4,MD2,CD14のこれらの因子がコアフコースで修飾されているかを調べるたところCD14のみ修飾が検出された。これらの結果から、CD14を修飾するコアフコースの欠損がエンドサイトーシスを介したTLR4シグナルの抑制に関わると考えられる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
TLR4複合体を介した自然免疫の機能とコアフコースとの関わりに着目した当課題では、Fut8を欠損させた培養細胞を用いてコアフコースの役割を調べた。
TLR4シグナルにおけるコアフコースの役割を明らかにするために、TLR4シグナルの各段階１）TLR4のパートナー分子であるMD2とのTLR4-MD2複合体の形成、２）LPSとの結合、３）TLR4-MD2複合体の二量体形成、４）エンドサイトーシス、５）インターロイキン６やインターフェロンβなどの炎症性物質の発現、に着目してそれぞれ調べた。
その結果、Fut8欠損細胞では野生型細胞と比較して、上記１）－３）の機能に差がないのに対し、Fut8欠損細胞ではLPS刺激後の４）のエンドサイトーシスと５）炎症性物質のインターフェロンβの発現が特異的に抑制されることを明らかにした。TLR4のエンドサイトーjavascript:goUrl('https://www-kaken.jsps.go.jp:443/kaken1/shinsei/goKofu.do');シスが関わらないインターロイキン６では発現に差がなかった。
TLR4のエンドサイトーシスにはCD14が必須であることが報告されているため（Cell. 2011 Nov 11;147(4):868-80）、TLR4、MD2,CD14のコアフコースの修飾をレクチンブロットで調べたところ、CD14のみで修飾が確認できた。
これらの結果から、自然免疫の重要な因子であるTLR4シグナルにおいて、コアフコースの欠損細胞ではLPS刺激後のTLR4のエンドサイトーシスが抑制された結果、インターフェロンβが特異的に発現が抑制されることが分かった。加えて、TLR4のエンドサイトーシスの重要な因子であるCD14がコアフコースに修飾されていることも明らかになったため、CD14上のコアフコースがエンドサイトーシスを介したTLR4シグナルに機能することが考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
現在、これまでの結果を論文にまとめて国際誌に投稿中である。
|
| Causes of Carryover |
研究所の異動と論文投稿のリバイスに伴い、遺伝子組換え実験の申請が必要になったため。
遺伝子組換え実験の許可されたのが2017年1月であり、投稿中の論文を完成させるために、次年度に使用する必要が出たため。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
投稿中の論文のリバイスに対応するため、免疫地沈降用の抗体、ビーズ、各種レクチン、定量的PCR用の試薬、消耗品等を購入する。
また、理化学研究所での研究打ち合わせのための旅費に使用する。
|
