Investigating the mechanisms underlying the release of DAMPs from cells undergoing membrane rupture
| Project/Area Number |
23K27398
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| Project/Area Number (Other) |
23H02707 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49030:Experimental pathology-related
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
中野 裕康 東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺井 健太 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20616073)
白崎 善隆 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (70469948)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 細胞死 / 細胞膜障害 / DAMPs / １細胞イメージング / in vivoイメージング / imaging / HMGB1 / IL-33 / LCI-S / apoptosis / necroptosis / pyroptosis / 1細胞イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
1細胞レベルでのDAMPsのイメージングを行うことで、DAMPsの放出様式の違いや、細胞の死に方により放出されるDAMPsの違い、また細胞の種類により放出されるDAMPsの違いなどの解明を目指す。並行してin vivoでのDAMPs放出のイメージングを行うことで、個体レベルでの細胞障害に伴い、「いつ」、「どこで」、「どの細胞」からDAMPsが放出されるかを明らかにし、将来的にはDAMPsを標的とした治療法の開発につなげることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) HMGB1の放出をin vitroおよびin vivoでlive cell imagingにより可視化することで、DAMPs放出の調節機構を明らかにするために、HMGB1-mCherryトランスジェニック（Tg）マウスを樹立した。樹立したマウス由来の腹腔マクロファージや胎児線維芽細胞を用いてHMGB1-mCherryとIL-1betaの放出機構をLCI-Sにより解析した。その結果アポトーシス、ネクロプトーシス，パイロトーシス細胞から放出されるHMGB1-mCherryの放出のkineticsにはburst modeとsustained modeの２種類が存在することが明らかとなった。さらに興味深いことに同時に測定したIL-1betaの放出には単一モードしかなく、このことはHMGB1の２種類の放出モードを決定しているのは、細胞膜の損傷の程度や細胞死様式ではなく、HMGB1分子自体の特性によっている可能性が示唆された。
2) 多光子顕微鏡を用いてシスプラチン投与腎障害におけるHMGB1-mCherryの放出とGr-1陽性の好中球の動態をimagingしたところ、核内HMG B1-mCherryのシグナルの低い部位にGr-1陽性好中球が浸潤する傾向が認められた。
3) IL-33の放出を解析するために、IL-33-mCherryを恒常的に発現するマクロファージや線維芽細胞、さらに2型肺胞上皮細胞株を樹立した。IL-33-mCherryの放出はアポトーシス、ネクロプトーシスおよびパイロトーシス細胞で認められた。LCI-Sを用いた解析から、細胞膜障害とIL-33-mCherryの細胞外への放出は必ずSYTOX陽性後（つまり細胞膜障害後）の細胞でのみ認められたことから、少なくとも我々の検討した範囲では、生細胞からIL-33が放出される可能性は低いと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
HMGB1-mCherry Tgマウスのin vivoでの解析も順調に進んでおり、HMGB1の細胞死に伴う放出のモードに二つあることの理由が、HMGB1の分子状態に起因するという新しい可能性を見出した。またIL-33-mCherry発現細胞株を用いた実験は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画には予定していなかったシスプラチン誘導腎障害モデルに、HMGB1に対する中和抗体を投与し、HMGB1の好中球浸潤への因果関係を明らかにする予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(17 results)
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[Journal Article] SDHAF1 confers metabolic resilience to aging hematopoietic stem cells by promoting mitochondrial ATP production2024
Author(s)
Watanuki S, Kobayashi H, Sugiura Y, Yamamoto M, Karigane D, Shiroshita K, Sorimachi Y, Morikawa M, Fujita S, Shide K, Haraguchi M, Tamaki S, Mikawa T, Kondoh H, Nakano H, Sumiyama K, Nagamatsu G, Goda N, Okamoto S, Nakamura-Ishizu A, Shimoda K, Suematsu M, Suda T, Takubo K.
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: in press
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Fibroblast growth factor 18 stimulates the proliferation of hepatic stellate cells, thereby inducing liver fibrosis2023
Author(s)
Tsuchiya Y, Seki T, Kobayashi K, Komazawa-Sakon S, Shichino S, Nishina T, Fukuhara K, Ikejima K, Nagai H, Igarashi Y, Ueha S, Oikawa A, Tsurusaki S, Yamazaki S, Nishiyama C, Mikami T, Yagita H, Okumura K, Kido T, Miyajima A, Matsushima K, Imasaka M, Araki K, Imamura T, Ohmuraya M, Tanaka M, Nakano H
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 6304-6304
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A high-sensitivity ELISA for detection of human FGF18 in culture supernatants from tumor cell lines2023
Author(s)
Tsuchiya Y, Komazawa-Sakon S, Tanaka M, Kanokogi T, Moriwaki K, Akiba H, Yagita H, Okumura K, Entzminger K.C., Okumura C.J., Maruyama T, Nakano H
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Journal Title
Biochemical and Biophysical Research Communications
Volume: 675
Pages: 71-77
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Fibroblast growth factor 18 stimulates the proliferation of hepatic stellate cells, thereby inducing liver fibrosis2023
Author(s)
Takao Seki, Yuichi Tsuchiya, Shigeyuki Shichino, Takashi Nishina, Soh Yamazaki, Kouji Matsushima, Hideo Yagita, Ko Okumura, Minoru Tanaka, Hiroyasu Nakano
Organizer
第52回免疫学会学術集会
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