Trogocytosisによる細胞分化機構の解明

• 研究領域: 多方向かつ段階的に進行する細胞分化における運命決定メカニズムの解明
• 研究課題/領域番号: 25118703
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中山 勝文 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (20453582)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: Trogocytosis / 樹状細胞 / NK細胞 / 腫瘍細胞 / エンドサイトーシス / 標的細胞破壊 / 癌細胞

研究実績の概要

細胞系列分化は、遺伝子転写および翻訳の制御により決定されることが古くから知られているが、我々はこれまでに免疫細胞間で細胞膜がダイナミックに細胞間移動（trogocytosis）することにより翻訳後修飾による新たな細胞集団が一時的に形成されることを見出した（Nakayama et al, PNAS, 2011; Nakamura et al, PNAS, 2013）。そこで本年度は、この細胞膜の細胞間移動の分子機構の解析を中心に進めた。NK細胞と腫瘍細胞との接触により腫瘍細胞に発現するMHCクラスI様分子を含む細胞膜がNK細胞側へ移動するが、この移動は、NKG2D依存的であり、さらにNKG2Dのエンドサイトーシス経路が大きく関与することが判明した。一方、樹状細胞（DC）とNK細胞が接触することによりDC細胞表面上のMHCクラスII分子がNK細胞へ移動するが、この移動過程において、DC-NK細胞間のシナプス形成に関わるICAM-1、LFA-1などの接着分子群やCD27、CD70、CD28、CD80などの補助刺激分子群などの関与について検討を行ったが、いずれの分子の関与も認められなかった。MHCIIと直接結合するLAG-3分子の関与も認められず現在その分子メカニズムを解析中である。さらに我々はDCがアポトーシス細胞から速やかにMHCクラスI分子を引き抜き、その死細胞由来MHCIが抗原提示機能を有することをOT-I細胞を用いた解析により明らかにした。細胞膜の細胞膜移動は、エンドサイトーシスや貪食の過程で起きる可能性が考えられるため、現在、その細胞膜移動におけるDCの貪食機構の関与について解析を進めている。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Antigen presentation by MHC-dressed cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama M
  • 雑誌名: Front. Immunol. 巻: 672 ページ: 1-5
  • DOI: 10.3389/fimmu.2014.00672
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NKG2D functions as an activating receptor on natural killer cells in common marmoset (callithrix jacchus). (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M, Kudo Y, Kawano M, Nakayama M, Nakamura K, Kameda M, Ebara M, Sato T, Nakamura M, Omine K, Kametani Y, Suzuki R, Ogasawara K.
  • 雑誌名: Int Immunol. 巻: 26 号: 11 ページ: 597-606
  • DOI: 10.1093/intimm/dxu053
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of silica particle size on macrophage inflammatory responses (2014)
  • 著者名/発表者名: Kusaka T, Nakayama M, Nakamura K, Ishimiya M, Furusawa E, Ogasawara K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 3 ページ: 597-606
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092634
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] NKG2D+ IFN-γ+ CD8+ T cells are responsible for palladium allergy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawano M, Nakayama M, Aoshima Y, Nakamura K, Ono M, Nishiya T, Nakamura S, Takeda Y, Dobashi A, Takahashi A, Endo M, Ito A, Ueda K, Sato N, Higuchi S, Kondo T, Hashimoto S, Watanabe M, Watanabe M, Takahashi T, Sasaki K, Nakamura M, Sasazuki T, Narushima T, Suzuki R, Ogasawara K.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 号: 2 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0086810
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 細菌感染におけるペア型受容体の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中山勝文、小笠原康悦
  • 雑誌名: Surgery Frontier 巻: 21 ページ: 41-45
• [雑誌論文] Fratricide of NK cells dressed with tumor-derived NKG2D ligand (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Nakayama M, Kawano M, Amagai R, Ishii T, Harigae H, and Ogasawara K
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 110 号: 23 ページ: 9421-9426
  • DOI: 10.1073/pnas.1300140110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interruption of dendritic cell-mediated TIM-4 signaling induces regulatory T cells and promotes skin allograft survival (2013)
  • 著者名/発表者名: Yeung M, McGrath M, Nakayama M, Shimizu T, Boenisch O, Magee CN, Abdoli R, Akiba H, Ueno T, Turka L, and Najafian N
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 191 号: 8 ページ: 4447-4455
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1300992
  • 査読あり
• [雑誌論文] NK-cell fratricide: Dynamic crosstalk between NK and cancer cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Nakayama M, Kawano M, Ishii T, Harigae H, and Ogasawara K
  • 雑誌名: Oncoimmunology 巻: 2
  • 査読あり
• [学会発表] Inhibitory receptor PIR-B is exploited by Staphylococcus aureus for virulence (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakayama M, Underhill DM, Nakamura K, Yagita H, Okumura K, Takai T, Aderem A, Ogasawara K
  • 学会等名: 第42回 日本免疫学会総会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] Natural killer cell death mediated by NKG2D-trogocytosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Nakayama M, Kawano M, Ishii T, Harigae H, Ogasawara K
  • 学会等名: 55th Annual Meeting-American Society of Hematology
  • 発表場所: New Orleans, LA, USA