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結核菌によるミトコンドリア障害と免疫抑制の分子基盤と治療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H03487
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関琉球大学

研究代表者

松崎 吾朗  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (30229455)

研究分担者 松永 哲郎  東北大学, 医学系研究科, 助教 (00723206)
松本 壮吉  新潟大学, 医歯学系, 教授 (30244073)
高江洲 義一  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (60403995)
梅村 正幸  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (90359985)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
キーワード結核 / 病原因子 / マクロファージ / インフラマソーム / 結核菌 / IL-1β / ミトコンドリア / 免疫抑制
研究開始時の研究の概要

結核菌は、マクロファージの活性化と殺菌能を抑制して細胞内寄生を成立させる。これに関与する病原因子の一つ、Zmp1は、感染防御に重要なサイトカイン、IL-1βの産生を抑制する。申請者らは、Zmp1がミトコンドリア電子伝達系を標的とすること、ミトコンドリア障害を誘発することを見出した。本研究は、この知見を基盤に、1.Zmp1によるミトコンドリア障害と免疫抑制の分子機構の解明、2. 結核菌由来新規ミトコンドリア標的分子の同定とその病原性の解明、3.ミトコンドリア機能修復による新規抗結核免疫療法の開発、を目指す。

研究成果の概要

結核菌の病原因子Zmp1 は、インターロイキン (IL)-1β 産生を抑制してファゴソーム成熟を停止させる。その分子機構解明のため、私達はZmp1の標的分子を検索しミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの構成分子GRIM-19を同定した。GRIM-19 欠損マクロファージでは、NLRP3 インフラマソーム活性化刺激に対するIL-1β 産生が低下し、NLRP3インフラマソーム活性化を誘導するミトコンドリア活性酸素種 (mROS) の生成も消失していた。 これらの結果は、Zmp1 が GRIM-19 への結合を介して mROS 生成を抑制し、NLRP3 インフラマソーム活性化を阻害することを示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

結核は、いまだに人類の健康に対する大きな障害であり、新たな免疫療法とワクチンの開発が待たれている。しかし、これまで行われてきた免疫療法の試みは大きな成果を上げておらず、これは結核菌が産生する病原因子が積極的に免疫系による感染マクロファージの活性化を抑制しているのがその一因であると私達は考えている。この点を解決するためには、結核菌が免疫を抑制する分子機構を解明し、それに対して阻害作用を有する分子標的薬を開発することが重要と考えている。今回の研究で結核菌Zmp1の宿主標的分子を同定したことは、Zmp1分子標的薬の設計とスクリーニングへの第1歩として、社会的意義があるものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] GRIM-19 is a target of mycobacterial Zn2+ metalloprotease 1 and indispensable for NLRP3 inflammasome activation.2022

    • 著者名/発表者名
      Kurane, T., Matsunaga, T., Ida, T., Sawada, K., Nishimura, A., Fukui, M., Umemura, M., Nakayama, M., Ohara, N., Matsumoto, S., Akaike, T., Matsuzaki, G., Takaesu, G.
    • 雑誌名

      FASEB Journal

      巻: 36 号: 1

    • DOI

      10.1096/fj.202101074rr

    • 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
  • [学会発表] 結核菌Zmp1によるIL-1β産生抑制の分子機構2023

    • 著者名/発表者名
      松﨑吾朗、高江洲義一
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マイコバクテリア感染によって誘導されるサイトカイン産生におけるGrio19の新規役割2023

    • 著者名/発表者名
      高江洲義一、梅村正幸、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Zinc metalloprotease (Zmp) 1欠損BCGの追加接種による肺炎誘導のメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      梅村正幸、渡久地ジュリ亜、吉里真誼、下忠義継、高江洲義一、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイコバクテリアの産生する病原因子Zinc Metalloprotease 1(Zmp1)による炎症性サイトカインIL-1β産生抑制の分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      松﨑吾朗、藏根友美、梅村正幸、大原直也、高江洲義一
    • 学会等名
      第33回日本比較免疫学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] TAB2とTAB3はTLR刺激に応答したサイトカイン産生に必須である2022

    • 著者名/発表者名
      Tanveer Ali、松﨑吾朗、高江洲義一
    • 学会等名
      第33回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 結核菌のエフェクタータンパク質Zmp1と会合する宿主E3ユビキチンリガーゼの機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      高江洲義一、Nguen Huong Minh、梅村正幸、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第33回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マイコバクテリア感染肺におけるTCRVγ6 γδT細胞の検出2022

    • 著者名/発表者名
      梅村正幸、波多野晋也、下忠龍生、吉里真、渡久地ジュリ亜、高江洲義一、吉開康信、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第33回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A novel role of GRIM-19 in cytokine production in macrophages upon mycobacterial infection2022

    • 著者名/発表者名
      Giichi Takaesu, Tomomi Kurane, Masayuki Umemura, Goro Matsuzaki.
    • 学会等名
      第51回日本免疫学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Zmp1-deficient BCG vaccination in protective immunity to pulmonary tuberculosis2022

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Umemura, Masayori Yoshisato, Ryusei Shimotada, Julia Toguchi, Giichi Takaesu, Goro Matsuzaki
    • 学会等名
      第51回日本免疫学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 結核菌エフェクター蛋白質によるIL-1β産生阻害の分子機序2021

    • 著者名/発表者名
      藏根友美、高江洲義一、松永哲郎、井田智章、澤田和子、梅村正幸、赤池孝章、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 結核菌のエフェクター蛋白質Zmp1と会合する宿主E3ユビキチンリガーゼの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      高江洲義一、Nguen Huong Minh、梅村正幸、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 結核菌由来病原因子Zmp1欠損の感染防御への影響2021

    • 著者名/発表者名
      梅村正幸、松本宗吉、藏根友美、高江洲義一、松﨑吾朗
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 結核菌エフェクター蛋白質によるIL-1β産生阻害の分子機序2021

    • 著者名/発表者名
      藏根友美、松永哲郎、井田智章、澤田和子、梅村正幸、赤池孝章、松﨑吾朗、高江洲義一
    • 学会等名
      九州微生物研究フォーラム2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GRIM-19 is a target of mycobacterial Zn2+ metalloprotease 1 and indispensable for NLRP3 inflammasome activation2021

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Kurane, Masayuki Umemura, Masaaki Nakayama, Naoya Ohara, Goro Matsuzaki, Giichi Takaesu
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The effect of the deletion of the mycobacterial virulence factor Zmp1 on protective immunity2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Umemura, Sohkichi Matsumoto, Tomomi Kurane, Giichi Takaesu, Goro Matsuzaki
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 結核菌由来のエフェクタータンパク質によるIL-1β産生阻害の分子機序2020

    • 著者名/発表者名
      高江洲義一、藏根友美、澤田和子、西村明、松永哲郎、井田智章、梅村正幸、赤池孝章、松﨑吾朗.
    • 学会等名
      第31回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 熱帯生物圏研究センターのホームページでの分子感染防御学分野へのリンク

    • URL

      https://tbc.skr.u-ryukyu.ac.jp/%e5%88%86%e5%ad%90%e6%84%9f%e6%9f%93%e9%98%b2%e5%be%a1%e5%ad%a6%e5%88%86%e9%87%8e/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 琉球大学熱帯生物圏研究センター分子感染防御学分野の独自ウェブサイト

    • URL

      https://hostdefense.skr.u-ryukyu.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 琉球大学熱帯生物圏研究センター分子感染防御学分野の独自ウェブサイト

    • URL

      https://hostdefense.skr.u-ryukyu.ac.jp/about/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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