計画的ネクローシスのライブセルイメージング

• 研究課題/領域番号: 16K01378
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 村井 晋 東邦大学, 医学部, 助教 (90287540)
• 研究分担者: 中野 裕康 東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)
• 研究協力者: 山口 良文
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: MLKL / RIPK3 / Necroptosis / FRET / ネクロプトーシス / HMGB1 / LCI-S / １分子FRET / 計画的ネクローシス / 1分子FRET / ライブセルイメージング

研究成果の概要

計画的ネクローシスは細胞外刺激に応答してリン酸化酵素RIPK3が活性化されMLKLと相互作用し活性化することでおこる。我々は計画的ネクローシスの誘導を可視化するため、MLKLのRIPK3結合領域を持つFRETバイオセンサー、SMARTを開発した。SMART発現細胞に計画的ネクローシスを誘導すると膜傷害に先行してFRETが起こった。他のタイプの細胞死ではFRETは見られないことから、SMARTが計画的ネクローシスの特異的なセンサーであることが証明された。またSMARTはRIPK3活性化によりFRETをおこすため、SMARTによってRIPK3活性を可視化することに世界で初めて成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

疾患により損傷をうけた組織では、アポトーシスや計画的ネクローシスに加え、貪食されずに残った死細胞による二次的ネクローシス、ウイルス感染によるパイロトーシスや膜脂質の酸化によるフェロトーシスなど様々な細胞死が混在していることが予想される。病態の増悪を抑制するためには、それぞれの細胞死に特異的な阻害剤が有用である。本研究の成果により、計画的ネクローシスを他の細胞死と区別して検出することで、効果的な治療薬の選択が可能となる。さらに薬剤投与による計画的ネクローシスの抑制効果の解析が可能であるため、ドラッグ・スクリーニングによる新規治療薬の開発をはじめとする医療面への貢献も期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Development of novel methods that monitor necroptosis and the release of DAMPs at the single cell resolution (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakano Hiroyasu、Murai Shin、Yamaguchi Yoshifumi、Shirasaki Yoshitaka、Nakabayashi Osamu、Yamazaki Soh
  • 雑誌名: Cell Stress 巻: 3 号: 2 ページ: 66-69
  • DOI: 10.15698/cst2019.02.177
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A FRET biosensor for necroptosis uncovers two different modes of the release of DAMPs. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murai S, Yamaguchi Y, Shirasaki Y, Yamagishi M, Shindo R, Hildebrand JM, Miura R, Nakabayashi O, Totsuka M, Tomida T, Adachi-Akahane S, Uemura S, Silke J, Yagita H, Miura M, Nakano H
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 9 号: 1 ページ: 4457-4457
  • DOI: 10.1038/s41467-018-06985-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Blockade of TNF receptor superfamily 1 (TNFR1)-dependent and TNFR1-independent cell death is crucial for normal epidermal differentiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Piao Xuehua、Miura Ryosuke、Miyake Sanae、Komazawa-Sakon Sachiko、Koike Masato、Shindo Ryodai、Takeda Junji、Hasegawa Akito、Abe Riichiro、Nishiyama Chiharu、Mikami Tetsuo、Yagita Hideo、Uchiyama Yasuo、Nakano Hiroyasu
  • 雑誌名: Journal of Allergy and Clinical Immunology 巻: - 号: 1 ページ: 213-228.e10
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2018.02.043
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cellular FLICE-Inhibitory Protein Regulates Tissue Homeostasis (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakano, H. Piao, X. Shindo, R. Komazawa-Sakon, S.
  • 雑誌名: Curr Top Microbiol Immunol 巻: 403 ページ: 119-141
  • DOI: 10.1007/82_2015_448
  • ISBN: 9783319239125, 9783319239132
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The AP-1 transcription factor JunB is required for Th17 cell differentiation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Soh、Tanaka Yoshihiko、Araki Hiromitsu、Kohda Akira、Sanematsu Fumiyuki、Arasaki Tomoko、Duan Xuefeng、Miura Fumihito、Katagiri Takaharu、Shindo Ryodai、Nakano Hiroyasu、Ito Takashi、Fukui Yoshinori、Endo Shogo、Sumimoto Hideki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 17402-17402
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17597-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Depletion of myeloid cells exacerbates hepatitis and induces an aberrant increase in histone H3 in mouse serum (2017)
  • 著者名/発表者名: Piao, X. Yamazaki, S. Komazawa-Sakon, S. Miyake, S. Nakabayashi, O. Kurosawa, T. Mikami, T. Tanaka, M. Van Rooijen, N. Ohmuraya, M. Oikawa, A. Kojima, Y. Kakuta, S. Uchiyama, Y. Tanaka, M. Nakano, H.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 65 号: 1 ページ: 237-252
  • DOI: 10.1002/hep.28878
  • NAID: 120006528815
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Critical contribution of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) to electrophile-induced Interleukin-11 production. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishina T, Deguchi Y, Miura R, Yamazaki S, Shinkai Y, Kojima Y, Okumura K, Kumagai Y, Nakano H.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 292 号: 1 ページ: 205-216
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.744755
  • NAID: 120007135104
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HTLV-1 Tax induces formation of the active macromolecular IKK complex by generating Lys63- and Met1-linked hybrid polyubiquitin chains. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata Y, Tokunaga F, Goto E, Komatsu G, Gohda J, Saeki Y, Tanaka K, Takahashi H, Sawasaki T, Inoue S, Oshiumi H, Seya T, Nakano H, Tanaka Y, Iwai K, and Inoue J.
  • 雑誌名: PLoS Pathog. 巻: 13 号: 12 ページ: e1006162-e1006162
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006162
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel method to rescue a lethal phenotype through integration of target gene onto the X-chromosome (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakata, K. Araki, K. Nakano, H. Nishina, T. Komazawa-Sakon, S. Murai, S. Lee, G. E. Hashimoto, D. Suzuki, C. Uchiyama, Y. Notohara, K. Gukovskaya, A. S. Gukovsky, I. Yamamura, K. I. Baba, H. Ohmuraya, M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 37200-37200
  • DOI: 10.1038/srep37200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFalpha-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Shindo, R. Yamazaki, S. Ohmuraya, M. Araki, K. Nakano, H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 480 号: 1 ページ: 23-28
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ネクロプトーシスのタイムラプスイメージング (2019)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋
  • 学会等名: 理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理XI」
  • 招待講演
• [学会発表] FRETバイオセンサーによるネクロプトーシス実行の１細胞イメージング (2018)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋, 山口 良文, 白崎 義隆, 進藤 綾大, 中林 修, Hildebrand Joanne, 冨田 太一郎, 赤羽 悟美, Silke John, 三浦 正幸, 中野 裕康
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] A Novel FRET Biosensor for Necroptosis Uncovers Two Different Modes of the Release of DAMPs (2018)
  • 著者名/発表者名: Shin Murai, Hiroyasu Nakano
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] １分子FRETによるネクロプトーシスのライブセルイメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋
  • 学会等名: 第4回Expert Seminar of Immunology
  • 発表場所: セルリアンタワー東急ホテル（東京都・渋谷区）
  • 年月日: 2017-05-22
  • 招待講演
• [学会発表] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFα-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryodai Shindoa, Soh Yamazakia, Masaki Ohmuraya, Kimi Araki, Hiroyasu Nakano.
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology
  • 発表場所: Keystone, Colorado, USA
  • 年月日: 2017-02-07
• [学会発表] Analysis of Interleukin-11-producing cells in a colitis-associated cancer model using IL-11 reporter mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nishina, Yutaka Deguchi, Eri Nakamura, Yuko Kojima, Norihiro Tada, Hiroyasu Nakano
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology
  • 発表場所: Keystone, Colorado, USA
  • 年月日: 2017-02-07
• [学会発表] Deletion of Cflar in the epidermis results in TNFR1-dependent and -independent lethal dermatitis. (2017)
  • 著者名/発表者名: 三浦亮介、朴雪花、三宅早苗、駒沢幸子、小池正人、内山安男、中野裕康
  • 学会等名: 細胞競合・ダイイングコード合同若手ワークショップ
  • 発表場所: ホテルコスモスクエア国際交流センター（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2017-01-17
• [学会発表] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFα-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice (2017)
  • 著者名/発表者名: 進藤綾大、山崎創、大村谷昌樹、荒木喜美、中野裕康
  • 学会等名: 細胞競合・ダイイングコード合同若手ワークショップ
  • 発表場所: ホテルコスモスクエア国際交流センター（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2017-01-17
• [学会発表] 片桐翔治、朴雪花、中野 裕康 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片桐翔治、朴雪花、中野 裕康
  • 学会等名: 細胞競合・ダイイングコード合同若手ワークショップ
  • 発表場所: ホテルコスモスクエア国際交流センター（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2017-01-17
• [学会発表] RORγt-positive cells mediate RIPK3- and MLKL-dependent lethal ileitis in neonatal mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryodai Shindo、Soh Yamazaki、Hiroyasu Nakano
  • 学会等名: 第46回日本免疫学会学術集会
• [学会発表] 計画的ネクローシスをモニターするFRETバイオセンサーによるDAMPs放出メカニズムの解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋、 山口 良文、白崎 善隆、進藤 綾大、中林 修、三浦 亮介、冨田 太一郎、赤羽 悟美、三浦 正幸、中野 裕康
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] MIND BOMB-2はcFLIPLをユビキチン化することで細胞死を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 中林 修、 高橋 宏隆、澤崎 達也、吉田 雪子、 佐伯 泰、中野 裕康
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] cFLIPはTNFR1依存的な致死的な皮膚炎とTNFR1非依存的な表皮分化障害を防ぐ (2017)
  • 著者名/発表者名: 三浦 亮介、朴 雪花、三宅 早苗、駒沢 幸子、小池 正人、進藤 綾大、内山 安男、中野 裕康
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] ネクロプトーシスによる生体応答制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中野 裕康
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] インターロイキン11の産生制御と産生細胞の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 中野 裕康
  • 学会等名: 第14回レドックス・ライフイノベーションシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 肝特異的cFLIP低発現マウスを用いた肝障害モデルの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 創、朴 雪花、駒澤 幸子、三宅 早苗、中林 修、田中 稔、大村谷 昌樹、及川 彰、角田 宗一郎、内山 安男、 田中 正人, 中野 裕康
  • 学会等名: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [学会発表] cFLIPはTNFR1依存的な致死的皮膚炎とTNFR1非依存的な表皮分化障害を防ぐ (2017)
  • 著者名/発表者名: 三浦 亮介、朴 雪花、三宅 早苗、駒沢 幸子、小池 正人、進藤 綾大、内山 安男、中野 裕康
  • 学会等名: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [学会発表] II型肺胞上皮細胞障害の障害と再生に関する解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三好 嗣臣、黒澤 武介、仁科 隆史、山崎 創、本間 栄、中野 裕康
  • 学会等名: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [学会発表] RORγt陽性細胞はRIPK3およびMLKL依存性に小腸炎を誘導する (2017)
  • 著者名/発表者名: 進藤 綾大、大村谷 昌樹、駒澤 幸子、三宅 早苗、山﨑 創、仁科 隆史、小西 博之、木山 博資、三上 哲夫、荒木 喜美、中野 裕康
  • 学会等名: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [学会発表] SMARTによるネクロプトーシス進行の継時的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋、白崎 善隆、山口 良文、冨田 太一郎、赤羽 悟美、三浦 正幸、中野 裕康
  • 学会等名: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [学会発表] 腸上皮特異的cFLIP欠損マウスで見られるTNFR1非依存性腸炎の発症メカニズムの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 片桐 翔治、朴 雪花、進藤 綾大、駒沢 幸子、大村谷 昌樹、中野 裕康
  • 学会等名: 第26回日本Cell Death学会学術集会
• [学会発表] 親電子リガンドによるIL-11産生機構とその生体における役割の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 仁科 隆史、出口 裕、三浦 亮介、山﨑 創、新開 泰弘、小島 裕子、奥村 康、熊谷 嘉人、中野 裕康
  • 学会等名: 第44回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] RORγt+ group 3 innate lymphoid cells mediate RIPK3-dependent lethal ileitis (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyasu Nakano
  • 学会等名: 16th TNF super family meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 電子顕微鏡を用いたネクロプトーシスの微細構造の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅早苗, 角田宗一郎, 小池正人, 内山安男, 中野裕康
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] アポトーシス細胞は腸内細菌非依存的にReg3βを産生し腸管の恒常性を維持する (2016)
  • 著者名/発表者名: 進藤綾大、大村谷昌樹、駒澤幸子、三宅早苗、山崎創、仁科隆史、小西博之、木山博資、三上哲夫、荒木喜美、中野裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2016-09-27
• [学会発表] 肝細胞死亢進マウスを用いた肝幹細胞増殖因子同定の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋勇一, 田中稔, 鶴崎慎也, 及川彰, 駒澤幸子, 三上哲夫, 中野裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 細胞死制御因子cFLIPの肝細胞特異的欠損マウスを用いた肝障害モデルにおけるクッパー細胞および骨髄由来細胞の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朴 雪花, 山﨑 創, 駒澤-左近 幸子, 三宅 早苗, 中林 修, 田中 稔, 大村谷 昌樹, 及川 彰, 角田 宗一郎, 内山 安男, 田中 正人, 中野 裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 肝細胞死亢進マウスモデルを用いた肝再生や炎症制御のメカニズムの解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 親電子リガンドによるIL-11産生機構とその生体における役割の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科 隆史、出口 裕、三浦 亮介、新開 泰弘、小島 裕子、熊谷 嘉人、中野 裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] ネクロプトーシスをモニターするFRETプローブの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋, 山口 良文, 中林 修, 冨田 太一郎, 赤羽 悟美, 三浦 正幸, 中野 裕康
  • 学会等名: 第25回 日本Cell Death学会学術集会
  • 発表場所: きゅりあん（東京都・品川区）
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] CD4+ T cell-intrinsic TRAF5 negatively regulates Th17 cell-dependent experimental autoimmune encephalomyelitis (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Takaya Hayashi, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii, Takanori So.
  • 学会等名: 第16回国際免疫学会議
  • 発表場所: メルボルン、オーストラリア
  • 年月日: 2016-08-21
• [学会発表] TRAF adaptors limit the IL-6 receptor signaling through an unexpected binding to the signaling transducer receptor gp130. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanori So, Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Takaya Hayahi, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii.
  • 学会等名: 第16回国際免疫学会議
  • 発表場所: メルボルン、オーストラリア
  • 年月日: 2016-08-21