ヒト口腔上皮細胞の自然免疫応答-特に歯周病発症との関わり-

• Project/Area Number: 03J06961
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 形態系基礎歯科学
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 上原 亜希子 東北大学, 大学院・歯学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: NOD1 / NOD2 / TLR / MDP / DMP / lipopeptides / lipid A / NFkappaB / 口腔上皮細胞 / 歯肉線維芽細胞 / protease-activated receptor / proteinase 3 / human leukocyte elastase / cathepsin G / G protein-coupled receptor / secretory leukocyte protease inhibitor

Research Abstract

NOD系とTLR系を介する刺激の相乗作用
最近、nucleotide-binding oligomerization domain(NOD)ファミリー分子がマイコプラズマを除くほとんどすべての細菌細胞壁を構成するペプチドグリカン(peptidoglycan ; PGN)を細胞内で認識して炎症性サイトカイン産生など自然免疫応答を発現することが米(ミシガン大学)・仏(パスツール研究所)二つのグループの研究によって判明した。即ち、NOD1はジアミノピメリン酸(diaminopimelic acid ; DAP)を含むPGNのペプチド部分を、NOD2はムラミルジペプチド(muramyldipeptide ; MDP)を認識する。我々は、細菌菌体表層成分を模した化学合成した各種NODリガンドと各種TLRリガンドによるヒト単球系THP-1細胞に対する相乗作用を遺伝子はRT-PCR法、タンパクはフローサイトメトリー・ELISA法ならびに免疫蛍光染色法により検討した。その結果、供試標品(FK156およびFK565ならびにγ-D-Glu-meso-DAP[NOD1リガンド]、合成MDP[NOD2リガンド]、大腸菌型合成リピドA[TLR4リガンド]、大腸菌型合成リポペプチドPam3CSSNA[TLR2リガンド]細菌型CpG DNA[TLR4リガンド]はいずれもTHP-1細胞に作用しinterleukin-8や腫瘍壊死因子TNF-α産生を増強したが、NODリガンドの作用はTLRリガンドに比べて著しく弱かった。また、供試したNODリガンドを組み合わせて刺激すると著しい相乗作用が認められた。さらにそのレセプターシステムを解析するためにRNA干渉法により、NOD1もしくはNOD2遺伝子発現を特異的に抑制したトランスフェクタントを作成した。親細胞ならびにこれらのトランスフェクタントを供試したところ、NOD1リガンドとNOD2リガンドのTLRリガンドとの相乗作用は、それぞれNOD1とNOD2依存的な転写因子NFkappaB活性化に基づくことが判明した。

Research Products

• [Journal Article] ペプチドグリカンの構造と宿主免疫応答 (2006)
  • Author(s): 上原亜希子, 高田春比古
  • Journal Title: Annual Review免疫2006 Pages: 65-74
• [Journal Article] 口と免疫機構-口腔粘膜の自然免疫- (2006)
  • Author(s): 高田春比古, 上原亜希子
  • Journal Title: 歯界展望 (印刷中)
• [Journal Article] NOD1/2とその免疫応答における役割 (2006)
  • Author(s): 上原亜希子, 高田春比古
  • Journal Title: 臨床免疫 (印刷中)
• [Journal Article] Enhancement of TLR-mediated innate immune responses by peptidoglycans through NOD signaling. (2006)
  • Author(s): Haruhiko Takada, Akiko Uehara
  • Journal Title: Current Pharmaceutical Design (In press)(発表予定)
• [Journal Article] Chemically synthesized pathogen-associated molecular patterns increase the expression of peptidoglycan recognition proteins via Toll-like receptors, NOD1 and NOD2 in human oral epithelial cells. (2005)
  • Author(s): Akiko Uehara
  • Journal Title: The Journal of Immunology Vol.7 Pages: 675-686
• [Journal Article] Arginine-specific gingipains from Porphyromonas gingivalis stimulate production of hepatocyte growth factor (scatter factor) through protease-activated receptors in human gingival fibroblasts in culture. (2005)
  • Author(s): Akiko Uehara
  • Journal Title: The Journal of Immunology Vol.175 Pages: 6076-6084
• [Journal Article] Muramuldipeptide and diaminopimelic acid-containing desmuramylpeptides in combination with chemically synthesized toll-like receptor (2005)
  • Author(s): Akiko Uehara
  • Journal Title: Cellular Microbiology Vol.7 No.1 Pages: 53-61
• [Journal Article] Proinflatmmatory cytokines induce proteinase 3 (PR3) as membrane-bound and secretory forms in human oral epithelial cells and antibod (2004)
  • Author(s): Akiko Uehara
  • Journal Title: The Journal of Immunology Vol.173 No.6 Pages: 4179-4189
• [Journal Article] Protease-activated receptor (PAR)を介する口腔粘膜細胞の炎症・免疫応答 (2004)
  • Author(s): Akiko Uehara
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Vol.46 No.3 Pages: 221-228
• [Journal Article] Endogenous IL-15 sustains recruitment of IL-2Rβ and common γ and IL-2-mediated chemokine production in normal and inflamed human gin (2004)
  • Author(s): Akiko Ozawa
  • Journal Title: The Journal of Immunology Vol.173 No.8 Pages: 5180-5188
• [Journal Article] ペプチドグリカンの構造と哺乳動物の免疫調節 (2004)
  • Author(s): 高田春比古
  • Journal Title: 蛋白質・核酸・酵素 第49巻8号2 Pages: 1161-1167
• [Journal Article] Toll-like receptors, NOD1 and NOD2 in oral epithelial cells.
  • Author(s): Yumiko Sugawara, Akiko Uehara et al.
  • Journal Title: The Journal Dental Research (In press)(発表予定)
• [Journal Article] Promoter hypomethylation of toll-like receptor-2 gene associate with increased proinflammatory response towards bacterial peptidoglycan in cystic fibrosis bronchial epithelial cells.
  • Author(s): Tsuyoshi Shuto, Akiko Uehara et al.
  • Journal Title: FASEB Journal (In press)(発表予定)
• [Journal Article] Chemically synthesized pathogen-associated molecular patterns increase the expression of peptidoglycan recognition proteins via Toll
  • Author(s): Akiko Uehara
  • Journal Title: Cellular Microbiology (In press)
• [Publications] 上原亜希子: "PAR(プロテアーゼ活性化受容体)を介した好中球と上皮細胞のクロストーク"感染・炎症・免疫. 第33巻・2号. 58-60 (2003)
• [Publications] Akiko Uehara: "Neutrophil serine proteinases activate human nonepithelial cells to produce inflammatory cytokines through protease-activated receptor-2."The Journal of Immunology. Vol.170 No.11. 5690-5696 (2003)
• [Publications] Akiko Uehara: "Expression of IL-2 receptor β and γ chains by human gingival fibroblasts : induction of monocyte chemoattractant protein-1 production and intercellular adhesion molecule-1 expression in response to IL-2 resulting in up-regulation of neutrophil adhesion."The Journal of Leukocyte Biology. Vol.74 No.3. 352-359 (2003)