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チオレドキシンシステムによるNLRインフラマソームセンサーの機能制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K18211
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

大戸 梅治  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (90451856)

研究期間 (年度) 2023-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードチオレドキシン / インフラマソーム / NLR / 炎症
研究開始時の研究の概要

本研究は、生体の酸化還元状態を制御するTRXシステムと自然免疫系のインフラマソームセンサーとの間に機能的関連があることを解明するものである。本研究は、TRXシステムが自然免疫の活性化のチェックポイントとして働くという新たな概念を提示し、インフラマソームをターゲットにした新規機構の治療薬開発の機会を提供するものとなる。

研究実績の概要

チオレドキシン(TRX)システムは生体中の酸化還元状態を制御する主要な要素として知られる。自然免疫系のインフラマソームセンサーは、病原体や危険に伴う分子パターンを検出し、炎症やpyroptosisを促進し、その過度の活性化は自己炎症性疾患やがんに関係する。
応募者はインフラマソームセンサーであるNLRP1についての研究を進める過程で、NLRP1とTRXが結合することを見出した。本研究では1.TRX結合がNLRP1活性化に与える影響の解析2.TRX結合によるNLRP1活性制御機構の解析、3.TRXによる他のNLRの機能制御の解析
について、生化学、分子生物学、構造生物学などの手法を用いて解析を進める。本研究は、TRXシステムが自然免疫の活性化のチェックポイントとして働くという新たな概念を提示し、インフラマソームをターゲットにした新規機構の治療薬開発の機会を提供するものとなる。
昨年度は、NLRP1とTRX複合体のクライオ電子顕微鏡解析およびTRXによるNLRP1の活性抑制に関して論文発表を行った(Nature, 2023)。TRXがNLRP1と強固な複合体を形成する分子機構を明らかにした。またTRXの還元状態とNLRP1への結合能の関係を明らかにした。また、TRXによってNLRP1の活性化が抑制されることをHEK293T細胞およびケラチノサイト細胞を用いて実証した。さらに変異体解析によって構造解析の結果を裏付けた。

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

NLRP1とTRX複合体の構造解析に成功し、TRXによってNLRP1の活性化が抑制されることを示したため。

今後の研究の推進方策

TRXがNLRP1だけでなく他のNLRの活性化にも影響を与えるかどうかを検証する。NLRP1の活性化刺激の種類とTRX抑制の関係を解析する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Stockholm University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Structural basis of hepatitis B virus receptor binding2024

    • 著者名/発表者名
      Asami Jinta、Park Jae-Hyun、Nomura Yayoi、Kobayashi Chisa、Mifune Junki、Ishimoto Naito、Uemura Tomoko、Liu Kehong、Sato Yumi、Zhang Zhikuan、Muramatsu Masamichi、Wakita Takaji、Drew David、Iwata So、Shimizu Toshiyuki、Watashi Koichi、Park Sam-Yong、Nomura Norimichi、Ohto Umeharu
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 31 号: 3 ページ: 447-454

    • DOI

      10.1038/s41594-023-01191-5

    • 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] Structural basis for thioredoxin-mediated suppression of NLRP1 inflammasome2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhikuan、Shibata Takuma、Fujimura Akiko、Kitaura Jiro、Miyake Kensuke、Ohto Umeharu、Shimizu Toshiyuki
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 622 号: 7981 ページ: 188-194

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06532-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TLR7/8 stress response drives histiocytosis in SLC29A3 disorders2023

    • 著者名/発表者名
      Shibata Takuma、Sato Ryota、Taoka Masato、Saitoh Shin-Ichiroh、Komine Mayumi、(他16人)、Ohto Umeharu、Shimizu Toshiyuki、Ozawa Manabu、Yoshida Nobuaki、Isobe Toshiaki、Latz Eicke、Mukai Kojiro、Taguchi Tomohiko、Hemmi Hiroaki、Akira Shizuo、Miyake Kensuke
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Medicine

      巻: 220 号: 9 ページ: 320230054-320230054

    • DOI

      10.1084/jem.20230054

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 胆汁酸輸送体NTCPを介したB型肝炎ウイルス侵入の構造基盤2023

    • 著者名/発表者名
      大戸梅治
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会(福岡)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然免疫系Toll様受容体のリガンド認識と活性化機構2023

    • 著者名/発表者名
      大戸梅治
    • 学会等名
      第42回日本認知症学会学術集会(奈良)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/uohto

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース B型肝炎ウイルスが感染受容体に結合するしくみを解明

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0111_90048.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース 新たなNLRP1インフラマソーム活性抑制因子チオレドキシンの発見と構造解明

    • URL

      https://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=0&key=1694655177

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-07-04   更新日: 2024-12-25  

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