自然免疫による異物認識の分子基盤の研究成果とりまとめ

• Project/Area Number: 13143101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 川畑 俊一郎 九州大学, 大学院理学研究院, 教授 (90183037)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 禎三 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (20134223) ; 倉田 祥一郎 (倉田 祥一朗) 東北大学, 大学院薬学研究科, 助教授 (90221944) ; 落合 正則 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (10241382) ; 芦田 正明 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50012422)
• Project Period (FY): 2001 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥6,800,000 (Direct Cost: ¥6,800,000); Fiscal Year 2006: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); 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: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 自然免疫 / 非自己認識 / 生体防御 / 分子認識 / パターン認識 / リポ多糖 / 補体レクチン / プロテアーゼ / シグナル伝達 / ペプチドグリカン / 異物認識 / 補体レクチン経路

Research Abstract

本特定領域研究で対象とする非自己認識蛋白質や受容体、さらに生体防御レクチンは、すべて微生物表層成分を直接認識する真のパターン認識分子であり、それらの構造と機能解析を進めることにより、パターン認識という魅惑的な概念に潜む本質の解明が可能と考えている。これまで、具体的には、配列決定された蛋白質全体あるいは、機能ドメインを用いてX線結晶解析とNMRにより立体構造を決定し、パターン認識を支える分子基盤を明らかにしてきた。また、生体防御レクチンや関連蛋白質のノックアウトマウスの解析を行って、補体系におけるレクチン経路の役割を解明した。一方では、ショウジョウバエで確立したゲノムワイド同定系を用いて、これまで未知であったパターン認識受容体としてペプチドグリカン認識タンパク質(PGRP)-LEを同定した。そして、PGRP-LEが感染細菌の有するペプチドグリカンの構造上の違いを識別して、その感染に適した免疫応答を誘導することを示すと共に、PGRP-LEが抗菌ペプチド産生経路(imd経路)を活性化するだけでなく、異物の隔離と創傷治癒に関わるフェノール酸化酵素系(proPO系)をも活性化することを明らかにしてきた。
18年度は、計画研究代表者、共同研究者、海外研究協力者、評価委員が一同に会する機会をもうけるために、平成18年8月10日、11日の両日にかけて、福岡リーセントホテルにおいて「成果とりまとめ公開シンポジウム」を開催するとともに、計画班会議を行って、研究成果のとりまとめを行った。さらに、未発表データについても今年度中にも原著論文を投稿できるように討論した。

Research Products

• [Journal Article] A structural perspective on the interaction between lipopolysaccharide and factor C, a receptor involved in recognition of Gram-negative bacteria. (2007)
  • Author(s): Koshiba, T. et al.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 282 Pages: 3962-3967
• [Journal Article] Recognition of pathogens and activation of immune responses in Drosophila and horseshoe crab innate immunity. (2006)
  • Author(s): Kurata S. et al.
  • Journal Title: Immunobiology 211 Pages: 237-249
• [Journal Article] An antimicrobial peptide tachyplesin acts as a secondary secretagogue and amplifies lipopolysaccharide-induced hemocyte exocytosis. (2005)
  • Author(s): Osaki et al.
  • Journal Title: FEBS Journal 272 Pages: 3863-3871
• [Journal Article] Comprehensive sequence analysis of horseshoe crab cuticular proteins and their involvement in transglutaminase-dependent cross-linking. (2005)
  • Author(s): Iijima et al.
  • Journal Title: FEBS Journal 272 Pages: 4774-4786
• [Journal Article] カブトガニのToll-like receptorと血液凝固系 (2005)
  • Author(s): 有木 茂, 川畑俊一郎
  • Journal Title: 臨床免疫 43 Pages: 197-199
  • NAID: 40006647008
• [Journal Article] 自然免疫センサーとして機能するセリンプロテアーゼ前駆体 (2005)
  • Author(s): 川畑 俊一郎
  • Journal Title: 日本応用酵素協会誌 39 Pages: 19-23
• [Journal Article] A Toll-like receptor in horseshoe crabs (2004)
  • Author(s): Inamori, K., et al.
  • Journal Title: Immunol.Rev. 198 Pages: 106-115
• [Journal Article] Structure and function of coagulogen, a clottable protein in horseshoe crabs. (2004)
  • Author(s): Osaki, T., et al.
  • Journal Title: Cell Mol.Life Sci. 61 Pages: 1257-1265
• [Journal Article] 自然免疫における糖鎖認識の分子基盤 (2004)
  • Author(s): 川畑 俊一郎
  • Journal Title: 生化学、日本生化学会誌 176 Pages: 201-206
  • NAID: 10012685190
• [Publications] Ariki, S.: "A serine protease zymogen functions as a pattern-recognition receptor for lipopolysaccharides."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 101・4. 953-958 (2004)
• [Publications] Inamori, K.: "A Toll-like receptor in horseshoe crabs."Immunol.Rev.. (印刷中). (2004)
• [Publications] Osaki, T.: "Structure and function of coagulogen, a clottable protein in horseshoe crabs."Cell Mol.Life Sci.. (印刷中). (2004)
• [Publications] 川畑俊一郎: "カブトガニのタンパク質にみられる普遍性"シュプリンガーサイエンス、シュプリンガー フェアラーク東京(株). 18・2. 2-5 (2003)
• [Publications] 有木 茂: "LPS受容体を介したカブトガニ顆粒細胞の分泌機構"エンドトキシン研究、日本エンドトキシン研究会編集、医学図書出版. 6. 19-22 (2003)
• [Publications] 川畑俊一郎: "自然免疫における糖鎖認識の分子基盤"生化学、日本生化学会誌. (印刷中). (2004)
• [Publications] Takaki, Y.et al.: "Duplicated binding site for 1,3 β-D-glucan in the horseshoe crab coagulation factor G : Implication s for a molecular basis of the pattern recognition in innate immunity"J. Biol. Chem.. 277・16. 14281-14287 (2002)
• [Publications] Fujitani, N.et al.: "Structure of the antimicrobial peptide tachystatin A"J. Biol. Chem.. 277・26. 23651-23657 (2002)
• [Publications] Gregorio, E.D.et al.: "An immune responsive serpin regulates the melanization cascade in Drosophila"Develop. Cell. 3巻. 581-592 (2002)
• [Publications] Suetake, T.et al.: "Production and characterization of recombinant Tachycitin, the chitin-binding protein"Protein Engineering. 15巻. 736-769 (2002)
• [Publications] Kawabata S., Tsuda R.: "Molecular basis of non-self recognition by the horseshoe crab tachylectins"Biochim. Biophys. Acta. 1572巻. 414-421 (2002)
• [Publications] Osaki, T.et al.: "Proline-rich cell surface antigens of horseshoe crab hemocytes are substrates for protein cross-linking with a clotting protein coagulin"J. Biol. Chem.. 277・42. 40084-40090 (2002)
• [Publications] Kawabata S.et al.: "Innate Immunity"Humana Press Inc.. 432 (2002)
• [Publications] Norman Kaires: "The 2.0 -Å crystal structure of tachylectin 5 provides evidence for the common origin of the innate immunity and the blood coagulation systems"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98巻・24号. 13519-13524 (2001)
• [Publications] 川畑俊一郎: "カブトガニC反応性蛋白質の構造と機能の多様性"医学のあゆみ. 200巻・10号. 9532-9536 (2002)