リソソーム局在性Akt結合因子による自然免疫応答

• 研究課題/領域番号: 19K16598
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分49030:実験病理学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 平田 徳幸 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 助教 (40595956)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2021年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: オートファジー / Akt / マクロファージ / 樹状細胞 / インフルエンザウイルス / 新型コロナウイルス / 核酸医薬 / リソソーム / VRK2 / 自然免疫応答

研究開始時の研究の概要

申請者は、PI3K-Aktシグナル伝達系がmTORC1を介したオートファジー誘導に着目し、細胞内リソソーム膜上でPhafin2とリン酸化酵素Aktの結合体が必須であることを示した。さらに、そのAktがリソソーム局在性リン酸化酵素VRK2と複合体を形成し、mTORC1を介さずにAktの活性を維持し、リソソーム分解酵素の活性を正に制御してオートファジーを誘導することを報告した。この誘導機構が、抗原提示細胞内の病原体の分解を担うオートファジーに関与すると考えた。このオートファジーは自己免疫疾患や腫瘍免疫寛容において役割を果たす報告があるため、この仕組みによる新たな免疫応答制御機構を解明したい。

研究実績の概要

作成したマクロファージ細胞株と樹状細胞株の発現を確認後、初年度に計画した病原体由来の活性化物質を認識する受容体リガンドによる刺激、リソソーム活性の測定、細胞内シグナル伝達の解析、細胞内外のサイトカイン産生について、早急に実験を推し進める予定であったが、発現確認の際のマウスVrk2を認識出来る抗体の作成の検討までのみが完了している状態である。
しかしながら、教室に所属した留学生がPtdIns(3)P結合性の核酸医薬(RNA aptamer)に関する論文発表を行い、そのRNA aptamerを遺伝子導入した肺癌細胞株A549の安定発現細胞株を作成した。そしてその細胞株がインフルエンザウイルスの感染を抑制することをプラークアッセイ、細胞内シグナル伝達、細胞内の分子局在性にて証明することができた(未発表)。そして、現在世界中で新型コロナウイルスCOVID-19(SARS-CoV-2)の感染が流行していることから、この受容体(ACE2とTMPRSS2)を共発現させた後RNA aptamerを安定発現した細胞株(HEK293T)に、偽型ウイルス(Pseudotype SARS-CoV-2)を用いて、この新型コロナウイルスに対する感染抑制の可能性を考えて実験を進めていたが、私の任期が満了したことから、実験は間に合わなかった。
今後、この件についてご相談させていただいている教授と相談し、得られたデータ内での論文報告を検討する。

研究成果

• [国際共同研究] National Insititutional Health (NIDCR)(米国)
• [雑誌論文] Lysosome-associated membrane protein 3 misexpression in salivary glands induces a Sj?gren’s syndrome-like phenotype in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, Tanaka T, Pranzatelli T, Ji Y, Yin H, Perez P, Afione SA, Jang S, Goldsmith C, Zheng CY, Swaim WD, Warner BMn Hirata N, Noguchi M, Atsumi T, Chiorini JA
  • 雑誌名: Annals of the Rheumatic Diseases 巻: Epub ahead print 号: 8 ページ: 219649-219649
  • DOI: 10.1136/annrheumdis-2020-219649
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] LAMP3 induces apoptosis and autoantigen release in Sjogren’s syndrome patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Warner BM, Odani T, Ji Y, Mo Y, Nakamura H, Jang S, Yin H, Michael DG, Hirata N, Suizu F, Ishigaki S, Oliveira FR, Motta ACF, Ribeiro-Silva A, Rocha EM, Atsumi T, Noguchi M, Chiorini JA
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 15169-15169
  • DOI: 10.1038/s41598-020-71669-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Autophagy as a modulator of cell death machinery (2020)
  • 著者名/発表者名: Noguchi M, Hirata N, Tanaka T, Suizu F, Nakajima H, Chiorini JA
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 11 号: 7 ページ: 517-517
  • DOI: 10.1038/s41419-020-2724-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rescue of Adeno-Associated Virus Production by shRNA Cotransfection (2020)
  • 著者名/発表者名: Guimaro MC, Afione SA, Tanaka T, Chiorini JA
  • 雑誌名: Human Gene Therapy 巻: 31 号: 19-20 ページ: 1068-1073
  • DOI: 10.1089/hum.2019.249
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of RNA aptamer which specifically interacts with PtdIns(3)P (2019)
  • 著者名/発表者名: Donia Thoria、Jyoti Bala、Suizu Futoshi、Hirata Noriyuki、Tanaka Tsutomu、Ishigaki Satoko、F Pranzatelli Thomas J.、Nio-Kobayashi Junko、Iwanaga Toshihiko、Chiorini John A.、Noguchi Masayuki
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 517 号: 1 ページ: 146-154
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.07.034
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著