転写の亢進と抑制の双方に機能する核蛋白質IκB-ζによる自然免疫活性化の制御機構

• 研究課題/領域番号: 15370059
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 牟田 達史 九州大学, 大学院・医学研究院, 助教授 (60222337)
• 研究分担者: 竹重 公一朗 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (10037450) ; 山崎 創 九州大学, 大学院・医学研究院, 助手 (70315084)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 15,100千円 (直接経費: 15,100千円); 2005年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円); 2004年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円); 2003年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
• キーワード: IκB-ζ / Nuclear factor-κB(NF-κB) / 自然免疫 / 転写 / 炎症 / サイトカイン / リポ多糖(LPS) / 転写後修飾 / Nuclear Factor-κB (NF-κB) / β-defensin / interleukin-6 (IL-6) / 核移行シグナル(NLS) / アンキリンリピート / Green Fluorescence Protein (GFP) / Nuclear factor-κB (NF-κB) / Green Fluoresence Protein(GFP)

研究概要

炎症時の遺伝子の転写に対して亢進と抑制という双方の機能をもつIκB-ζについて、その分子機能、転写制御機構、刺激特異的誘導機構について解析を進めた。その結果、まず、IκB-ζ分子内部のアミノ酸153-187の領域に核移行シグナルが、アミノ酸329-402の領域に転写活性化活性をもつ領域が存在することを明らかにした。また、IκB-ζの過剰発現によって、リポ多糖(LPS)刺激に伴う腫瘍壊死因子(TNF-α)の産生が抑制される一方、インターロイキン(IL)-6の産生が転写レベルで亢進することを見出した。さらに、IκB-ζ遺伝子欠損マウスを解析し、IκB-ζ欠損マクロファージでは、LPS刺激に伴うTNF-αや一酸化窒素の産生は正常マウスと遜色ないものの、IL-6の産生がほぼ消失すること、in vivoでは、LPS刺激に伴うIL-12の産生が障害を受けているのに対し、TNF-αの産生が増強されていることを明らかにした。IκB-ζによってその転写が亢進する遺伝子のプロモーターの解析の結果、IκB-ζによる転写亢進には、NF-κBの結合配列が必須であるが十分でなく、この配列以外のシスエレメントの有無がIκB-ζの機能を左右していることが判明した。また、IκB-ζの刺激特異的誘導機構について、LPSとIL-1β刺激によってIκB-ζ mRNAの安定性が著しく上昇していることを見出した。さらに、IκB-ζ mRNAの3'非翻訳領域に存在する配列が、IκB-ζ遺伝子の転写後修飾機構による刺激特異的発現を決定していることを明らかにした。従って、IκB-ζは自然免疫刺激時に特異的に発現誘導され、一群の炎症遺伝子の発現に必須の役割を果たす一方、別の遺伝子群の発現を抑制する炎症応答の鍵を握る分子の一つであることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] A missense mutation of the Toll-like receptor 3 gene in a patient with influenza-associated encephalopathy (2006)
  • 著者名/発表者名: Hidaka et al.
  • 雑誌名: Clinical Immunology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] IL-1βspecific up-regulation of Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin is controlled by ΙκΒ-ζ (2006)
  • 著者名/発表者名: Cowland et al.
  • 雑誌名: Journal of Immunology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular Basis for invertebrate Innate Immune Recognition of (1→3)-β-D-Glucan as A Pathogen-Associated Molecular Pattern (2006)
  • 著者名/発表者名: Muta, T.
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Design (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppressor of cytokine signaling-1 selectively inhibits LPS-induced IL-6 production by regulating JAK-STAT. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kimura, A., Naka, T., Muta, T., Takeuchi, O., Akira, S., Kawase, I., Kishimoto, T.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A. 102,(47) ページ: 17089-17094
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A missense mutation of the Toll-like receptor 3 gene in a patient with influenza-associated encephalopathy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hidaka, F., Matsuo, S., Muta, T., Takeshige, K., Mizukami, T., Nunoi, H.
  • 雑誌名: Clin.Immunol. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] IL-1β specific up-regulation of Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin is controlled by IκB-ζ. (2006)
  • 著者名/発表者名: Cowland, J.B., Muta, T., Borregaard, N.
  • 雑誌名: J.immunol. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular Basis for Invertebrate Innate Immune Recognition of (1→3)-β-D-Glucan as A Pathogen-Associated Molecular Pattern. (2006)
  • 著者名/発表者名: Muta, T.
  • 雑誌名: Curr.Pharm.Des. (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] IκB-ζ:An Inducible Regulator of Nuclear Factor-κB (2006)
  • 著者名/発表者名: Muta, T.
  • 雑誌名: Interleukins, (Academic Press/Elsevier) (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A missense mutation of the Toll-like receptor 3 gene in a patient with influenza-associated encephalopathy. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hidaka et al.
  • 雑誌名: Clinical Immunology (in press)
• [雑誌論文] IL-1β specific up-regulation of Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin is controlled by IκB-ζ. (2006)
  • 著者名/発表者名: Cowland et al.
  • 雑誌名: Journal of Immunology (in press)
• [雑誌論文] Molecular Basis for Invertebrate Innate Immune Recognition of (1→3)-β-D-Glucan as A Pathogen-Associated Molecular Pattern. (2006)
  • 著者名/発表者名: Muta, T.
  • 雑誌名: Current Pharmaceutical Design (in press)
• [雑誌論文] Stimulus-specific Induction of a Novel Nuclear Factor-κB Regulator, IκB-ξ, via Toll/Interleukin-1 Receptor Is Mediated by mRNA Stabilization (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280.2 ページ: 1678-1687
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Positive and Negative Regulation of Nuclear Factor-κΒ-mediated Transcription by ΙκΒ-ζ, an Inducible Nuclear Protein (2005)
  • 著者名/発表者名: Motoyama et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological 280.9 ページ: 7444-7451
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Suppressor of cytokine signaling-1 selectively inhibits LPS-induced IL-6 production by regulating JAK-STAT (2005)
  • 著者名/発表者名: Kimura et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102.47 ページ: 17089-17094
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stimulus-specific Induction of a Novel Nuclear Factor-κB Regulator, IκB-ζ, via Toll/Interleukin-1 Receptor Is Mediated by mRNA Stabilization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S., Muta, T., Matsuo, S., Takeshige, K.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(2) ページ: 1678-1687
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Positive and Negative Regulation of Nuclear Factor-κB-mediated Transcription by IκB-ζ, an Inducible Nuclear Protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Motoyama, M., Yamazaki, S., Eto-Kimura, A., Takeshige, K., Muta, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(9) ページ: 7444-7451
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Suppressor of cytokine signaling-1 selectively inhibits LPS-induced IL-6 production by regulating JAK-STAT. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kimura et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 102・47 ページ: 17089-17094
• [雑誌論文] Stimulus-specific Induction of a Novel Nuclear Factor-κB Regulator, IκB-ζ via Toll/Interleukin-1 Receptor Is Mediated by mRNA Stabilization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S., et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280・(2) ページ: 1678-1687
• [雑誌論文] Regulation of Toll/IL-1 Receptor-mediated Gene Expression by the Inducible nuclear protein IκBξ (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto et al.
  • 雑誌名: Nature 430.6996 ページ: 218-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Amino-Terminal Region of Toll-like Receptor 4 is Essential for Binding to MD-2 and Receptor Translocation to the Cell Surface (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279.46 ページ: 47431-47437
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Induction of Cyclooxygenase-2 Over expression in Human Gastric Epithelial Cells by Helicobacter pylori Involves TLR2/TLR9 and c-Src-Dependent Nuclear Factor-κB Activation (2004)
  • 著者名/発表者名: Chang et al.
  • 雑誌名: Molecular Pharmacology 66.6 ページ: 1465-1477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Toll/IL-1 Receptor-mediated Gene Expression by the Inducible nuclear protein IκBζ. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M., Yamazaki, S., Uematsu, S., Sato, S.Hemmi, H., Hoshino, K.Kaisho, T.Kuwata, H., Takeuchi, O., Takeshige, K., Saitoh, T., Yamaoka, S., Akira, S.
  • 雑誌名: Nature 430(6996) ページ: 218-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Amino-Terminal Region of Toll-like Receptor 4 is Essential for Binding to MD-2 and Receptor Translocation to the Cell Surface. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto, T., Yamazaki, S., Eto-Kimura, A., Takeshige, K., Muta, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279(46) ページ: 47431-47437
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Induction of Cyclooxygenase -2 Overexpression in Human Gastric Epithelial Cells by Helicobacter pylori Involves TLR2/TLR9 and c-Src-Dependent Nuclear Factor-κB Activation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Chang, Y.J., Wu, M.S., Lin, J.T., Sheu, B.S., Muta, T., Inoue, H., Chen, C.-C.
  • 雑誌名: Mol.Pharm. 66(6) ページ: 1465-1477
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of Toll/IL-1 Receptor-mediated Gene Expression by the Inducible nuclear protein IκBζ. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto et al.
  • 雑誌名: Nature 430・(6996) ページ: 218-222
• [雑誌論文] The Amino-Terminal Region of Toll-like Receptor 4 is Essential for Binding to MD-2 and Receptor Translocation to the Cell Surface (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto, T., et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279・(46) ページ: 47431-47437
• [雑誌論文] IκB-ξ, a New Anti-inflammatory Nuclear Protein Induced by Lipopolysaccharide, Is a Negative Regulator for Nuclear Factor-κB (2003)
  • 著者名/発表者名: Muta et al.
  • 雑誌名: Journal of Endotoxin Research 9.3 ページ: 187-191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Purification and Characterization of Human Soluble CD14 Expressed in Pichia pastoris (2003)
  • 著者名/発表者名: Numura et al.
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 28.2 ページ: 310-320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] IκB-ζ, a New Anti-inflammatory Nuclear Protein Induced by Lipopolysaceharide, Is a Negative Regulator for Nuclear Factor-κB. (2003)
  • 著者名/発表者名: Muta, T., Yamazaki, S., Eto, A., Motoyama, M., Takeshige, K.
  • 雑誌名: J.Endotoxin Res. 9(3) ページ: 187-191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Purification and Characterization of Human Soluble CD14 Expressed in Pichia pastoris. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nomura, S., Inamori, K., Muta, T.Yamazaki, S., Sunakawa, Y., Iwanaga, S., Takeshige, K.
  • 雑誌名: Protein Expr.Purif. 28(2) ページ: 310-320
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] IκB-ζ a New Anti-inflammatory Nuclear Protein Induced by Lipopolysaccharide, Is a Negative Regulator for Nuclear Factor-κB. (2003)
  • 著者名/発表者名: Muta, T., et al.
  • 雑誌名: Journal of Endotoxin Research 9・(3) ページ: 187-191
• [雑誌論文] Purification and Characterization of Human Soluble CD14 Expressed in Pichia pastoris. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nomura, S. et al.
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 28・(2) ページ: 310-320
• [雑誌論文] Positive and Negative Regulation of Nuclear Factor-κB-mediated Transcription by IκB-ζ an Inducible Nuclear Protein.
  • 著者名/発表者名: Motoyama, et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry (in press)
• [図書] Interleukins (2006)
  • 著者名/発表者名: Muta T.
  • 出版者: Academic Press, Elsevier (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Interleukins (2006)
  • 著者名/発表者名: Muta, T.
  • 出版者: Academic Press/Elsevier (in press)
• [文献書誌] Muta, T., et al.: "IκB-ζ, a New Anti-inflammatory Nuclear Protein Induced by Lipopolysaccharide, Is a Negative Regulator for Nuclear Factor-κB."Journal of Endotoxin Research. 9・(3). 187-191 (2003)
• [文献書誌] Nomura, S.et al.: "Purification and Characterization of Human Soluble CD14 Expressed in Pichia pastoris."Protein Expression and Purification. 28・(2). 310-320 (2003)