一群のミトコンドリア蛋白質由来新規生理活性ペプチドによる生体調節機構の解明

• 研究課題/領域番号: 16K01923
• 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: 生物分子化学
• 研究機関: 長浜バイオ大学
• 研究代表者: 向井 秀仁 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 准教授 (20251027)
• 研究協力者: 服部 竜弥 ; 丸谷 飛之
• 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 生体機能物質 / 活性発現の分子機構 / クリプタイド / 自然免疫機構 / 炎症 / 好中球 / 肝傷害モデル / エンドトキシン / 肥満細胞

研究成果の概要

本研究は、マイトクリプタイド-1（MCT-1）ならびにマイトクリプタイド-2（MCT-2）をはじめとした、我々が同定した一群のミトコンドリアタンパク質由来の新規好中球活性化ペプチド、「マイトクリプタイド」（MCTs）の生理的ならびに病態的存在意義を解明することを目的としている。そして本研究により、マウスにおいてMCT-1が腹腔への顕著な好中球浸潤を惹起すること、また肥満細胞の脱顆粒が誘導されること、アセトアミノフェン投与により誘導した実験的肝傷害の発症・拡大にMCT-1が関与していること、が示され、MCTsが様々な炎症を伴う疾患の初期段階に関与していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は、ミトコンドリアタンパク質由来の一群の新規好中球活性化ペプチド、「マイトクリプタイド」（MCTs）を同定しているが、それらペプチドの生体における存在意義や病態との関連は明らかとなっていない。そこで本研究では、これらMCTsの生体における役割を解明するための検討を行った。その結果、マウスにおいて実験的に誘導した肝傷害モデルにおいて、MCTsがその増悪に関わっていることを、それらに対する中和抗体を用いることで、世界で初めて示すことに成功した。この研究成果は、多臓器不全や虚血傷害といった未だ有効な治療法が確立されていない炎症性疾病の治療に道を開く画期的成果であると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Gothenburg(スウェーデン)
• [国際共同研究] Pennsylvania State University(米国)
• [国際共同研究] University of Goteborg(スウェーデン)
• [国際共同研究] pennsylvania State University(米国)
• [国際共同研究] University of Goteborg(スウェーデン)
• [国際共同研究] Pennsylvania State University(米国)
• [雑誌論文] Mitocryptide-3: investigation of signaling mechanisms induced by a novel neutrophil-activating peptide derived from a mitochondrial transit sequence (2019)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Marutani, Shinichiro Tamura, Kenta Nakashima, Kodai Nishino, Hiroki Morikawa, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2018 ページ: 34-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of residues critical for FPR2 activation by the cryptic peptide mitocryptide-2 originating from the mitochondrial DNA-encoded cytochrome b (2019)
  • 著者名/発表者名: Simon Lind, Michael Gabl, Andre Holdfeldt, Jonas Martensson, Martina Sundqvist, Kodai Nishino, Claes Dahlgren, Hidehito Mukai and Huamei Forsman
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: 202 号: 9 ページ: 2710-2719
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1900060
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mitocryptides from human mitochondrial DNA-encoded proteins activate neutrophil formyl peptide receptors: receptor preference and signaling properties (2018)
  • 著者名/発表者名: Michael Gabl, Martina Sundqvist, Andre Holdfeldt, Simon Lind, Jonas Martensson, Karin Christenson, Takayuki Marutani, Claes Dahlgren, Hidehito Mukai, Huamei Forsman
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: 200 号: 9 ページ: 3269-3282
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1701719
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mitocryptide-2: ligand recognition mechanisms of formyl-peptide receptor 1 and its homologue formyl-peptide receptor 2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Kodai Nishino, Takayuki Marutani, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2017 ページ: 114-115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of signaling mechanisms induced by mitocryptide-3, a novel neutrophil-activating peptide derived from a mitochondrial transit sequence (2018)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Marutani, Shinichiro Tamura, Kenta Nakashima, Kodai Nishino, Hiroki Morikawa, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2017 ページ: 138-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitocryptide-1: investigation of pathophysiological roles of mitocryptide-1 utilizing its specific neutralizing monoclonal antibody (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Morikawa, Tatsuya Hattori, Yoshito Takamuro, Takayuki Marutani, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2017 ページ: 142-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possible existence of N-formylated peptide derived from cytochrome c oxidase subunit I (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshihiro Shimizu, Tatsuya Hattori, Takayuki Marutani, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2017 ページ: 74-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of monoclonal antibodies against mitocryptide-2: toward a new strategy to investigate the biological roles of cryptides (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Hattori, Takenori Yamada, Hiroki Morikawa, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Kodai Nishino, Toshihiro Shimizu, Yoshisuke Nishi, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Journal of Peptide Science 巻: 23 号: 7-8 ページ: 610-617
  • DOI: 10.1002/psc.3000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-activity relationships of mitocryptide-2 for the elucidation of ligand recognition mechanisms of formyl-peptide receptor 2 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kodai Nishino, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2016 ページ: 107-108
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acquisition of specific monoclonal antibody against mitocryptide-2 for the detection of early stage of inflammation (2017)
  • 著者名/発表者名: Takenori Yamada, Tatsuya Hattori, Akane Fukui, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2016 ページ: 119-120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of specific neutralizing monoclonal antibody against mitocryptide-3 for the elucidation of its physiological roles (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Morikawa, Tatsuya Hattori, Kenta Nakashima, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 雑誌名: Peptide Science 巻: 2016 ページ: 155-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial protein-derived cryptides: are endogenous N-formylated peptides including mitocryptide-2 components of mitochondrial damage-associated molecular patterns? (2016)
  • 著者名/発表者名: Marutani, T., Hattori, T., Tsutsumi, K., Koike, Y., Harada, A., Noguchi, K., Kiso, Y., and Mukai, H.
  • 雑誌名: Biopolymers: Peptide Science 巻: 106 号: 4 ページ: 580-587
  • DOI: 10.1002/bip.22788
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Mitocryptides: first demonstration of pathophysiological involvements in inflammatory diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Hattori, Hiroki Morikawa, Yoshito Takamuro, Takayuki Marutani, Takenori Yamada, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 学会等名: 35th European Peptide Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mitocryptide-3: investigation of signaling mechanisms induced by a novel neutrophil-activating peptide derived from a mitochondrial transit sequence (2018)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Marutani, Shinichiro Tamura, Kenta Nakashima, Kodai Nishino, Hiroki Morikawa, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 学会等名: 10th International Peptide Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] クリプタイド：タンパク質構造に隠された一群の新しい生理活性ペプチド －その発見と作用機序ならびに生理・病態的機能－ (2018)
  • 著者名/発表者名: 向井秀仁
  • 学会等名: 第50回若手ペプチド夏の勉強会
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列に由来する一群のマイトクリプタイドに対する受容体の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 丸谷飛之、田村慎一朗、中島健太、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第50回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列由来の一群のマイトクリプタイド: それらに対する受容体のリガンド認識機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村慎一朗、中島健太、丸谷飛之、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第50回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列に由来する新規好中球活性化ペプチドに対する受容体の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 丸谷飛之、田村慎一朗、中島健太、森川弘樹、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第91回日本生化学大会
• [学会発表] ミトコンドリアDAMPsにおけるマイトクリプタイド-3の存在および分子形態の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小島達也、森川広樹、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第91回日本生化学大会
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列由来のマイトクリプタイドに対する受容体のリガンド認識機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田村慎一朗、中島健太、丸谷飛之、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第91回日本生化学大会
• [学会発表] Mitocryptides as mitochondrial damage associated molecular patterns (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidehito Mukai, Tatsuya Hattori, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso
  • 学会等名: 19th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience
  • 発表場所: 武田薬品研修所（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2017-01-20
  • 国際学会
• [学会発表] 中和モノクローナル抗体を用いた新しい生理活性ペプチド、マイトクリプタイドの機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森川広樹、向井秀仁
  • 学会等名: 第49回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列由来の好中球活性化ペプチド、マイトクリプタイド-3に対する受容体の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸谷飛之、田村慎一朗、中島健太、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第49回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] 新規内因性ホルミルペプチドの同定を目指したモノクローナル抗体の獲得 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水稔弘、服部竜弥、丸谷飛之、堤光己、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第49回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] マイトクリプタイド-2: 拮抗阻害薬の創製を目指した構造活性相関研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西野弘大、丸谷飛之、堤光己、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第49回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] マウスマイトクリプタイド-2に対する特異的中和モノクローナル抗体の獲得とそれを用いた生体機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田武慶、服部竜弥、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第49回若手ペプチド夏の勉強会
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列由来の新しい好中球活性化ペプチド、マイトクリプタイド-3に対する受容体分子の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸谷飛之、田村慎一朗、中島健太、西野弘大、森川弘樹、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第54回ペプチド討論会
• [学会発表] チトクロームcオキシダーゼサブユニットI由来N-ホルミルペプチドの存在と分子形態の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水稔弘、服部竜弥、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第54回ペプチド討論会
• [学会発表] マイトクリプタイド-1：特異的中和抗体を用いた病態生理学的役割の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森川広樹、服部竜弥、高室義人、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第54回ペプチド討論会
• [学会発表] マイトクリプタイド-2：ホルミルペプチド受容体１およびそのホモログ、ホルミルペプチド受容体２のリガンド認識機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西野弘大、丸谷飛之、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第54回ペプチド討論会
• [学会発表] ミトコンドリア移行配列由来の新規好中球活性化ペプチド、mitocryptide-3の情報伝達機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸谷飛之、田村慎一朗、中島健太、西野弘大、森川弘樹、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会（第90回日本生化学大会／第40回日本分子生物学会年会）
• [学会発表] Formyl peptide receptor 2のリガンド認識機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西野弘大、丸谷飛之、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会（第90回日本生化学大会／第40回日本分子生物学会年会）
• [学会発表] マイトクリプタイド-3：ミトコンドリア移行配列に由来する新規好中球活性化ペプチドの生体機能の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森川広樹、服部竜弥、中島健太、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会（第90回日本生化学大会／第40回日本分子生物学会年会）
• [学会発表] マウスマイトクリプタイド-2に対する中和抗体の取得とそれを用いた生理機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田武慶、服部竜弥、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会（第90回日本生化学大会／第40回日本分子生物学会年会）
• [学会発表] マイトクリプタイド-3に対する受容体のリガンド認識機構の解明を目指した構造活性相関 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村慎一朗、中島健太、丸谷飛之、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 2017年度生命科学系合同年次大会（第90回日本生化学大会／第40回日本分子生物学会年会）
• [学会発表] マイトクリプタイド-1: 特異的中和抗体を用いた病態生理学的機能の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森川広樹、服部竜弥、高室義人、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第34回関西地区ペプチドセミナー
• [学会発表] マイトクリプタイド-2: formyl-peptide receptor 1およびそのホモローグ、formyl-peptide receptor 2のリガンド認識機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西野弘大、丸谷飛之、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第34回関西地区ペプチドセミナー
• [学会発表] マイトクリプタイド-3に対する受容体のリガンド認識機構の解明を目指した構造活性相関の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田村慎一朗、中島健太、丸谷飛之、西野弘大、服部竜弥、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第34回関西地区ペプチドセミナー
• [学会発表] Mitocryptides: mitochondrial protein-derived neutrophil-activating peptides that promote innate immune responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidehito Mukai, Tatsuya Hattori, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso
  • 学会等名: 2nd Peptides and Proteins Symposium Singapore 2016
  • 発表場所: Nanyang Technological University (Singapore)
  • 年月日: 2016-12-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structure-activity relationships of mitocryptide-2 for the elucidation of ligand recognition mechanisms of formyl-peptide receptor 2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Kodai Nishino, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 学会等名: 第53回ペプチド討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] Acquisition of specific monoclonal antibody against mitocryptide-2 for the detection of early stage of inflammation (2016)
  • 著者名/発表者名: Takenori Yamada, Tatsuya Hattori, Akane Fukui, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 学会等名: 第53回ペプチド討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] Preparation of specific neutralizing monoclonal antibody against mitocryptide-3 for the elucidation of its physiological roles (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Morikawa, Tatsuya Hattori, Kenta Nakashima, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 学会等名: 第53回ペプチド討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-26
• [学会発表] ミトコンドリアDAMPsの活性候補因子であるマイトクリプタイドが惹起する好中球遊走メカ ニズムの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 服部竜弥、森川広樹、堤光己、丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター／東北大学川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] Mitocryptides induce neutrophil migration in vivo as mitochondrial DAMPs promote (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Hattori, Hiroki Morikawa, Koki Tsutsumi, Takayuki Marutani, Yoshiaki Kiso, Hidehito Mukai
  • 学会等名: 8th International Peptide Symposium / 34th European Peptide Symposium
  • 発表場所: Leipzig University (Leipzig, Germany)
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Structure-activity relationships of mitocryptides that are candidate factors for mitochondrial DAMPs on neutrophil activation (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidehito Mukai, Kenta Nakashima, Koki Tsutsumi, Kodai Nishino, Takayuki Marutani, Tatsuya Hattori, Yoshiaki Kiso
  • 学会等名: 8th International Peptide Symposium / 34th European Peptide Symposium
  • 発表場所: Leipzig University (Leipzig, Germany)
  • 年月日: 2016-09-04
  • 国際学会
• [学会発表] Mitocryptides: mitochondrial protein-derived cryptides that promote innate immune responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Hidehito Mukai, Tatsuya Hattori, Takayuki Marutani, Koki Tsutsumi, Yoshiaki Kiso
  • 学会等名: German-Japanese Symposium on Peptide Science
  • 発表場所: 六甲山ホテル（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 新規好中球活性化ペプチド、マイトクリプタイド-2の構造活性相関の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西野弘大, 丸谷飛之, 堤光己, 服部竜弥, 木曽良明, 向井秀仁
  • 学会等名: 第63回日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 神戸薬科大学（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-05-21
• [図書] ペプチド創薬の最前線 (2019)
  • 著者名/発表者名: 丸谷飛之、木曽良明、向井秀仁
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 9784781314174
• [図書] ホルモンから見た生命現象と進化シリーズ ７巻 生体防御・社会性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 向井秀仁他，水澤寛太、矢田崇 編
  • 総ページ数: 258
  • 出版者: 裳華房
• [備考] 長浜バイオ大学ペプチド科学研究室
  • URL: http://b-lab.nagahama-i-bio.ac.jp/~h_mukai/
• [備考] 長浜バイオ大学教員紹介
  • URL: http://www.nagahama-i-bio.ac.jp/research/
• [備考] 第50回若手ペプチド夏の勉強会
  • URL: https://wwp.shizuoka.ac.jp/peptide-summer50/2018/07/24/
• [備考] 長浜バイオ大学ペプチド科学研究室
  • URL: http://b-lab.nagahama-i-bio.ac.jp/~mukai/