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IgE受容体(FcεRI)立体構造解析を基盤としたアレルギー・免疫制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K06129
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

古川 敦  金沢大学, 薬学系, 准教授 (30727699)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードFcεRI受容体 / アレルギー / 免疫応答 / IgE受容体 / 免疫 / 構造解析 / タンパク質
研究開始時の研究の概要

花粉症や食物アレルギーなど様々なアレルギー疾患は,日本のみならず世界的にもその患者数は増加の一途をたどっている。アレルギー症状は、抗原(アレルゲン)・抗体(IgE)、そしてマスト細胞が中心となって引き起こされる。。マスト細胞表面のFcεRIに結合したIgEが抗原によって架橋されると下流のリン酸化シグナル経路が活性化し、ヒスタミンやサイトカインなどの炎症性メディエータが分泌される。FcεRIはマスト細胞活性化の最初のトリガーであるにも関わらず、「どのようにシグナル伝達を調節しているか?」など不明な点が多い。本研究では、構造生物学的手法を用いてアレルギー応答メカニズムを明らかにする。

研究実績の概要

様々なアレルギー疾患は,日本のみならず世界的にもその患者数は増加の一途をたどっている。アレルギー症状は、抗原(アレルゲン)・IgE、そしてマスト細胞が中心となって引き起こされる。マスト細胞表面のFcεRIに結合したIgEが抗原によって架橋されると下流のリン酸化シグナル経路が活性化し、ヒスタミンやサイトカインなどの炎症性メディエータが分泌される。FcεRIは脂質ラフトに存在することが明らかになっているが、どのように脂質ラフトがサブユニット間の安定化に寄与しているか明らかになっていない。アレルギー疾患の理解のためにはそのメカニズム解明が重要である。さらに免疫細胞では、多くの免疫活性化シグナルに関係するタンパク質が脂質ラフトに存在するが、その構造の多くは明らかになっていない。本申請では、免疫細胞の活性化に関わる分子の構造解析を進め、アレルギー研究のみならず免疫制御機構の解明の基盤研究を進める。
本年度は、FcεRIの複合体の構造解析に向けて、FcεRIの複合体の単離、精製を目指した。FcεRIに対する抗体やIgEを用いて、FcεRI複合体の単離を試みた。ウェスタンブロッティング法を用いた解析によって、FcεRI複合体のコンポーネントであるα、β、γ鎖が得られたことが示唆された。しかし、精製された量が少ないことがわかったため、細胞数や抗体量を増やす検討を行っている。また、FcεRIのα、β、γ鎖相互作用の解析に向けて、γ鎖と結合することが示唆されている他の免疫活性化受容体の発現コンストラクトを作製した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

FcεRIの複合体の構造解析に向けて、FcεRIの複合体の単離、精製を進めた。IgEを活性化したCNBr sepharoseに結合し、マスト細胞のモデル細胞であるRBL-2H3細胞のライセイトを混ぜることで、FcεRIの精製を行った。ウェスタンブロッティング法を用いた解析によって、FcεRI複合体のコンポーネントであるα、β、γ鎖が得られたことが示唆された。しかし、精製されたタンパク質の量が少なかった。そのため、anti-FcεRI抗体をビーズに固定化し、精製を進めたため。また、FcεRIのα、β、γ鎖相互作用の解析に向けて、γ鎖と結合することが示唆されている他の免疫活性化受容体のMincleやDectin-2をRBL-2H3で発現させるためのコンストラクトを作製したため。

今後の研究の推進方策

FcεRIの複合体の構造解析に向けて、実験を行ったが、構造解析に必要なタンパク質量にまだ達していない。そのため、細胞数や抗体量を増やす検討を行う。また、FcεRIのα、β、γ鎖相互作用の解析に向けて、γ鎖と結合することが示唆されている他の免疫活性化受容体の発現コンストラクトを作製した。そのコンストラクトをRBL-2H3細胞にトランスフェクションする。γ鎖と相互作用するMincleやDectin-2の発現が、FcεRI複合体の形成にどのような影響を及ぼすかについて、免疫沈降法やアレルゲンを用いた活性化実験により明らかにする。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Copper in airborne fine particulate matter (PM2.5) from urban sites causes the upregulation of pro-inflammatory cytokine IL-8 in human lung epithelial A549 cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Amma C, Inomata Y, Kohno R, Satake M, Furukawa A, Nagata Y, Sugiyama H, Seto T, Suzuki R.
    • 雑誌名

      Environ. Geochem. Health.

      巻: 45 号: 8 ページ: 5879-589

    • DOI

      10.1007/s10653-023-01599-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis for plastic glycolipid recognition of the C-type lectin Mincle2023

    • 著者名/発表者名
      Furukawa Atsushi、Shuchi Yusuke、Wang Jiaqi、Guillen-Poza Pablo Adrian、Ishizuka Shigenari、Kagoshima Misuzu、Ikeno Risa、Kumeta Hiroyuki、Yamasaki Sho、Matsumaru Takanori、Saitoh Takashi、Maenaka Katsumi
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 31 号: 9 ページ: 1077-1085

    • DOI

      10.1016/j.str.2023.05.018

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] VAMP7 knockdown in secretory granules impairs CCL2 secretion in mast cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto M, Nagata Y, Furukawa A, Kusada T, Inamoto S, Senda T, Hirashima N, Suzuki R.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 8 ページ: 149258-149258

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.149258

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ケミカルライブラリースクリーニングによるマスト細胞活性制御分子の探索2024

    • 著者名/発表者名
      守田汐里、古川敦、長田夕佳、鈴木亮
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マスト細胞-単球相互作用によるマクロファージ分化を介したアレルギー調節機構2024

    • 著者名/発表者名
      長田夕佳、村上栞、栗田紗希、田村真美、古川敦、鈴木亮
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 免疫受容体LILRA2のリガンドA2L認識機構2024

    • 著者名/発表者名
      嘉琪、古川敦、平安恒幸、山﨑莉佳、荒瀬尚、前仲勝実
    • 学会等名
      日本薬学会 第144年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Antigen-IgE affinity is an important factor influencing FcεRI desensitization without mast cell activation2024

    • 著者名/発表者名
      Yuka Nagata, Miyu Kimura, Atsushi Furukawa, Ryo Suzuki
    • 学会等名
      第52回日本免疫学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気汚染物質カーボンブラックナノ粒子の肺胞上皮細胞での毒性発現機構2023

    • 著者名/発表者名
      古川敦, 安間千智, 長田夕佳, 瀬戸章文, 鈴木亮
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ハプテン価数の異なるアレルゲンが調節するマスト細胞応答の解析2023

    • 著者名/発表者名
      倉坪眞千, 中矢姫菜子, 古川敦, 長田夕佳, 鈴木亮
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マスト細胞のケモカイン分泌におけるVAMP7の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      坂本真凜, 長田夕佳, 古川敦, 草田智之, 稲本奨平, 千田知美, 平嶋尚英, 鈴木亮
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気環境中微粒子による肺胞マクロファージでの毒性発現機構の解析,2023

    • 著者名/発表者名
      石原萌宏, 長田夕佳, 古川敦, 鈴木亮
    • 学会等名
      2023 衛生薬学フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular mechanism of ANGPTL6 recognition by immune activation receptor LILRA22023

    • 著者名/発表者名
      Jiaqi Wang, Atsushi Furukawa, Rika Yamazaki, Kouyuki Hirayasu, Tsuyoshi Kadomatsu, Yuichi Oike, Hisashi Arase, Katsumi Maenaka
    • 学会等名
      本蛋白質科学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] マスト細胞の分泌顆粒の不均質性と分泌メカニズムの解析2023

    • 著者名/発表者名
      坂本真凜, 長田夕佳, 古川敦, 草田智之, 稲本奨平, 千田知美, 平嶋尚英, 鈴木亮
    • 学会等名
      2023年度日本薬学会北陸支部
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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