ネクロプトーシスとDMAPs放出のライブセルイメージング

• 研究課題/領域番号: 17K19533
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体の構造と機能およびその関連分野
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 中野 裕康 東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)
• 研究分担者: 村井 晋 東邦大学, 医学部, 助教 (90287540)
• 研究協力者: 進藤 綾大 ; 中林 修 ; 山崎 創
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ネクロプトーシス / FRET / イメージング / DAMPs / RIPK3 / MLKL / 全反射顕微鏡 / トランスジェニックマウス / SMART / ２光子顕微鏡 / HMGB1 / Histone H3

研究成果の概要

本研究では、制御された細胞死の1種類であるネクロプトーシスを、Forster resonance energy transfer と呼ばれる技術を用いて、蛍光イメージング法により可視化できるセンサータンパク質(SMARTと命名）を開発した。また細胞死に伴い放出されるDanger-assosiated molecular pattern (DAMP)sの放出に、遅いモードと早いモードが存在し、かつそのモードの決定が細胞膜修復に関与するCHMP4Bというタンパク質により制御されていることを１細胞レベルのイメージングより明らかにした。さらにSMARTを発現するトランスジェニックマウスを樹立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、蛍光イメージング法によるネクロプトーシスの可視化を実現した世界で初めての研究であり、死細胞から放出され周囲の細胞に影響を与え、様々な病態に深く関与しているDAMPsの放出パターンが2種類があることを1細胞レベルで初めて明らかにした研究である。今後、ネクロプトーシスやDAMPsが関与する病態の解明や、治療技術の開発に貢献することが期待される。また新規に開発したセンサータンパク質を発現する遺伝子改変マウスなどを作成することで、ネクロプトーシスが体の中でどのような状況で起こっているかの新たな解析手法を提供できる可能性がある。

研究成果

• [国際共同研究] WEHI(オーストリア)
• [国際共同研究] Cologne University/Kiel University(ドイツ)
• [国際共同研究] Genentech Inc./Washington University/Virginia University(米国)
• [国際共同研究] Ghent University(ベルギー)
• [国際共同研究] WEHI(Australia)
• [国際共同研究] Cologne University(Germany)
• [雑誌論文] 連載 ミニ連載Ⅷ.細胞死と生命システム:生体恒常性の鍵としての細胞自殺 ２.ネクロプトーシス,フェロトーシス,パイロトーシスの分子機構と生体内における機能 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三宅早苗、進藤綾大、中野裕康
  • 雑誌名: CLINICAL CALCIUM 巻: 29 号: 2 ページ: 248-253
  • DOI: 10.20837/4201902248
  • ISSN: 0917-5857
  • 年月日: 2019-02-28
• [雑誌論文] Necroptosis of Intestinal Epithelial Cells Induces Type 3 Innate Lymphoid Cell-Dependent Lethal Ileitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Shindo, R. Ohmuraya, M. Komazawa-Sakon, S. Miyake, S. Deguchi, Y. Yamazaki, S. Nishina, T. Yoshimoto, T. Kakuta, S. Koike, M. Uchiyama, Y. Konishi, H. Kiyama, H. Mikami, T. Moriwaki, K. Araki, K. Nakano, H.
  • 雑誌名: iScience 巻: -
  • DOI: 10.2139/ssrn.3331252
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Regulation of membrane phospholipid asymmetry by Notch-mediated flippase expression controls the number of intraepithelial TCRαβ+CD8αα+ T cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishifune C, Tsukumo S, Maekawa Y, Hozumi K, Chung D, Motozono C, Yamasaki S, Nakano H, Yasutomo K.
  • 雑誌名: PLoS Biology 巻: - 号: 5 ページ: e3000262-e3000262
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.3000262
  • NAID: 120006812006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 細胞死亢進の結果ひき起こされる表皮バリア破綻のメカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦亮介、朴 雪花、中野裕康
  • 雑誌名: 臨床免疫・アレルギー科 巻: 71 ページ: 192-198
• [雑誌論文] FRET解析とLCI-Sによるネクロプトーシスのライブセルイメージング (2019)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋, 白崎 義隆, 中野 裕康
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 37 ページ: 1315-1321
• [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] A murine model of acute lung injury identifies growth factors to promote tissue repair and their biomarkers (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa Takeyuki、Miyoshi Shion、Yamazaki Soh、Nishina Takashi、Mikami Tetuo、Oikawa Akira、Homma Sakae、Nakano Hiroyasu
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 24 号: 2 ページ: 112-125
  • DOI: 10.1111/gtc.12659
  • 査読あり
• [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] Generation of and characterization of anti-IL-11 antibodies using newly established Il11-deficient mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Deguchi Y, Nishina T, Asano K, Ohmuraya M, Nakagawa Y, Nakagata N, Sakuma T, Yamamoto T, Araki K, Mikami T, Tanaka M, Nakano H.
  • 雑誌名: Biochemical Biophysical Research Communications 巻: 505 号: 2 ページ: 453-459
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.09.128
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 細胞死制御のキー蛋白質 (2018)
  • 著者名/発表者名: 進藤綾大、中野裕康
  • 雑誌名: 「医学のあゆみ」特集号「蛋白質代謝医学」 巻: 267 ページ: 1136-1142
• [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] 肝炎の制御における骨髄由来細胞の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 創, 朴 雪花, 中野 裕康
  • 雑誌名: 臨床免疫・アレルギー科 巻: 68 ページ: 455-462
• [学会発表] インターロイキン（IL）-11は大腸癌形成を促進するstromal fibroblastsのマーカーとなる (2018)
  • 著者名/発表者名: 仁科隆史、出口裕、竹田若水、中野裕康
  • 学会等名: 第27回日本Cell Death学会 学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 腸管上皮バリアにおける転写因子JunBの役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 片桐 翔治, 山﨑 創, 三上 哲夫, 遠藤 昌吾, 住本 英樹, 亀田 秀人, 中野 裕康
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [学会発表] MIND BOMB-2はcFLIPLを安定化することにより細胞死を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 中林修, 高橋宏隆, 澤崎達也, 中野裕康
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
• [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] 家族性大腸腺腫症モデルマウスにおけるインターロイキン-11産生細胞の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 竹田 若水, 仁科 隆史, 出口 裕, 西山 千春, 中野 裕康
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Blockade of TNFR1-dependent and -independent cell death is crucial for normal epidermal differentiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Miura, Xuehua Piao, Sanae Miyake, Sachiko Komazawa-Sakon, Chiharu Nishiyama, Hiroyasu Nakano.
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会
• [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: Murai S, Nakano H
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] IL-11 is a novel marker of stromal fibroblasts that promote tumors in a murine model of colitis-associated cancer (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nishina, Yutaka Deguchi, Wakami Takeda, Tetuo Mikami, Hiroyasu Nakano
  • 学会等名: 第77回日本癌学会学術総会
• [学会発表] A crucial role of JunB in attenuating epithelial damage-induced colitis through induction of regulatory T cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki S., Katagiri T., Sumimoto H., Nakano H.
  • 学会等名: 第47回日本免疫学会学術集会
• [学会発表] Blockade of TNFR1-dependent and -independent cell death is crucial for normal epidermal differentiation (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Miura, Chiharu Nishiyama, Hiroyasu Nakano.
  • 学会等名: 第47回日本免疫学会学術集会
• [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] 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] 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] 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] ネクロプト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: 第40回日本分子生物学会年会 第90回日本生化学会大会
• [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: 第40回日本分子生物学会年会 第90回日本生化学会大会
• [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: 第40回日本分子生物学会年会 第90回日本生化学会大会
• [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: 第40回日本分子生物学会年会 第90回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [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] 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
• [図書] Apoptotic and Non-apoptotic cell death (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagata Shigekazu、Nakano Hiroyasu
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: Springer
• [備考] 東邦大学医学部生化学講座
  • URL: http://tohobiochemi.jp/
• [備考] 東邦大学医学部研究グループが制御された細胞死「ネクロプトーシス」の可視化を世界で初めて実現
  • URL: https://research-er.jp/articles/view/74848
• [備考] 表皮細胞の環境変化が重篤な皮膚炎を引き起こすことを発見
  • URL: https://research-er.jp/articles/view/69260
• [備考] 東邦大学医学部生化学講座
  • URL: http://tohobiochemi.jp
• [産業財産権] 非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の検出方法 (2018)
  • 発明者名: 土屋勇一、中野裕康、永井英成、五十嵐良典
  • 権利者名: 土屋勇一、中野裕康、永井英成、五十嵐良典
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-245036
  • 出願年月日: 2018