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グルタチオン輸送に依存したNLRP3インフラマソーム制御の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 20F20408
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分49070:免疫学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

澤 智裕  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (30284756)

研究分担者 ZHANG TIANLI  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2020-11-13 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2022年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードNLRP3インフラマソーム / グルタチオン / レドックス / 自然炎症 / インフラマソーム
研究開始時の研究の概要

インフラマソームは生体内恒常性維持に欠かすことのできない重要な免疫応答である。これまでに、ATPによりマクロファージを刺激してインフラマソームを活性化すると、細胞内のグルタチオンが細胞外に放出されることを発見した(未発表データ)。本研究では、このグルタチオン放出に関わる制御機構の分子レベルでの解明を目指す。本研究の成果は、インフラマソームの制御異常が関わることが示唆されている多くの炎症性疾患に対する新しい治療法、診断法の構築に寄与することが期待される。

研究実績の概要

インフラマソームは、感染や組織損傷、環境異物への暴露などにより活性化されるタンパク質複合体で、インターロイキン(IL)-1βやIL-18などの炎症性サイトカイン生成をもたらす重要な自然炎症応答を担っている。我々は内因性のインフラマソーム活性化因子であるアデノシン3リン酸(ATP)による刺激が、抗酸化ペプチドであるグルタチオン(GSH)の細胞外への放出を促進し、それによって、これまでに報告されたカリウム放出とは異なる新規な経路でインフラマソームの活性化に関わることを示すことを見出した。本研究ではGSH放出を介したインフラマソーム活性化の機序とその生理・病態生理の意義の解明を目指す。本年度は、ATP刺激によって細胞外に放出される分子として、GSHとその超硫黄誘導体であるグルタチオンパースルフィド(GSSH)のどちらが活性調節に関わっているのかを検討した。独自に開発した超硫黄メタボロミクスによりATP刺激後の細胞内GSHおよびGSSHを定量したところ、両者はほぼ同様のプロファイルで減少していた。そこでGSSHのみを増加させる超硫黄ドナーをATP刺激に共存させ、GSSHの減少を阻害したところ、ATP刺激によるGSSHの減少を特異的に抑制するとともに、NLRP3インフラマソームの活性化が強力に抑制された。これらのことから、ATP刺激によりGSSHが細胞外に排出されることがインフラマソームの活性化に必須であることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Non-canonical inflammasome activation analysis in a mouse model of Citrobacter rodentium infection2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki Hiroyasu、Zhang Tianli、Yahiro Kinnosuke、Toyomoto Touya、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 3 号: 4 ページ: 101741-101741

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101741

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New insights into the regulatory roles of glutathione in NLRP3-inflammasome-mediated immune and inflammatory responses2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tianli、Tsutsuki Hiroyasu、Li Xiaoyan、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 171 号: 4 ページ: 367-377

    • DOI

      10.1093/jb/mvab158

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Subtilase cytotoxin from Shiga-toxigenic Escherichia coli impairs the inflammasome and exacerbates enteropathogenic bacterial infection.2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki Hiroyasu, Zhang Tianli, Yahiro Kinnosuke, Ono Katsuhiko, Fujiwara Yukio, Iyoda Sunao, Wei Fan-Yan, Monde Kazuaki, Seto Kazuko, Ohnishi Makoto, Oshiumi Hiroyuki, Akaike Takaaki, Sawa Tomohiro.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 4 ページ: 104050-104050

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104050

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ATP exposure stimulates glutathione efflux as a necessary switch for NLRP3 inflammasome activation.2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang, T., Tsutsuki, H., Islam, W., Ono, K., Takeda, K., Akaike, T. and Sawa, T.
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 41 ページ: 101930-101930

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.101930

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Protein S-sulfhydration based regulation of NLRP3 inflammasome2022

    • 著者名/発表者名
      Tianli Zhang, Hiroyasu Tsutsuki, Motohiro Nishida, Takaaki Akaike, Tomohiro Sawa
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of innate immune responses by supersulfides2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sawa
    • 学会等名
      The 15th Korea-Japan International Symposium on Microbiology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of innate immune responses by reactive sulfur species2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sawa
    • 学会等名
      The 12th International Conference on the Biology, Chemistry and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of innate immune responses by reactive sulfur species2022

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Sawa
    • 学会等名
      10th Biennial Conference of the Society for Free Radical Research Asia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超硫黄分子による炎症抑制作用2021

    • 著者名/発表者名
      澤 智裕
    • 学会等名
      第94回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-11-16   更新日: 2024-03-26  

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