Ｔｏｌｌ様受容体の内因性リガンドの検索およびその活性制御機構の解明

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 内因性リガンドによって誘導される「自然炎症」の分子基盤とその破綻
• 研究課題/領域番号: 21117002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三宅 健介 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60229812)
• 研究分担者: 大戸 梅治 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (90451856) ; 中西 広樹 秋田大学, 生体情報研究センター, 助教 (10466740)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 自然免疫

研究実績の概要

Toll様受容体(TLR)の内因性リガンドの同定および、TLRと内因性リガンドとの相互作用の制御機構の解析を進めている。TLR4/MD-2、それに類似する分子RP105/MD-1の内因性リガンドの同定、生理学的な活性を明らかにする。さらに、核酸認識TLRについては、自己核酸に対する応答がいかに制御されているかについて、制御機構を解明する。当初の研究計画にのっとり、実験を進め、以下の成果が上がった。
1．TLR4の1塩基多型(SNP)が様々な疾患の病態に影響することが報告されているが、低応答性のメカニズムは明らかではなかった。野生型TLR4とSNPのTLR4とを構造、機能の双方から、違いを明らかにした。特にリガンドであるLPSで誘導される2量体形成がSNPによって低下していることを示した。RP105/MD-1については、内因性のリン脂質と結合することの機能的な意義を検討している。
2．Unc93B1は、TLR7とTLR9に小胞体で結合し、エンドリソソームに輸送することで、TLR7、TLR9の核酸認識に必須の分子である。今回我々は、Unc93B1とTLR7、TLR9の細胞内移行を解析するために、TLR7、TLR9に対する抗体を作成した。TLR7に対する抗体は今年度、報告済みである。TLR7、TLR9はプロテアーゼで細胞外ドメインが限定分解されることが報告されているが、Cleavage siteを同定することにも成功した。TLR7は細胞外ドメインが切られても、Disulfide bondでアミノ末端のフラグメントは残っていることを報告した。今後、これらの抗体を用いて、TLR7/9の局在を検討する。同時に、Unc93B1に会合する分子の同定、機能解析も進める。

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

内因性リガンドの検索：TLR4/MD-2については、同定することが困難であったが、RP105/MD-1について、すでに複数のリン脂質がリガンドとして同定されている。そこで、今後、RP105/MD-1に焦点を絞って、内因性リガンドの同定と解析を進める。
TLRの活性制御機構については、順調に研究が進展している。核酸特異的TLRのリガンド依存的細胞内移行を制御する分子Unc93B1を同定し、この分子が、単なるTLRを運送する分子ではなく、TLR7、TLR9の活性を制御する役割があることを示した。現在、その制御の分子基盤を明らかにするべく、解析を進めている。

今後の研究の推進方策

内因性リガンドの検索については、現在のところ、RP105/MD-1について、進展が認められているので、RP105/MD-1とリン脂質との相互作用に焦点を絞って解析を進める。さらに、TLR7について、内因性リガンド検索のための実験系確立を進めている。
核酸特異的TLRの活性制御機構については、実験が順調に進んでいる。今後、Unc93B1に会合し、TLRの輸送にかかわる分子の同定、解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Structural reorganization of the Toll-like receptor 8 dimer induced by agonistic ligands (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanji H, Ohto U, Shibata T, Miyake K, Shimizu T
  • 雑誌名: Science 巻: 339 ページ: 1426-1429
  • DOI: 10.1126/science.1229159
• [雑誌論文] Human TLR4 polymorphism D299G/T399I alters TLR4/MD-2 conformation and response to a weak ligand monophosphoryl lipid A. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamakawa N
  • 雑誌名: Int. Immunol. 巻: 25 ページ: 45-52
  • DOI: doi: 10.1093/intimm/dxs084.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential role for Toll-like receptor 7 (TLR7)-unique cysteines in intramolecular disulfide bond, proteolytic cleavage, and RNA-sensing. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanno A
  • 雑誌名: Int. Immunol. 巻: 25 ページ: ?
  • DOI: doi: 10.1093/intimm/dxt007
  • 査読あり
• [雑誌論文] . TLR4#8211;MD-2 complex is negatively regulated by an endogenous ligand, globotetraosylceramide (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 110 ページ: 4714-4719
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1218508110.
  • 査読あり
• [雑誌論文] PRAT4A-dependent expression of cell surface TLR5 on neutrophils, classical monocytes and dendritic cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shibata T, Takemura N, Motoi Y, Goto Y, Karuppuchamy T, Izawa K, Li X, Akashi-Takamura S, Tanimura N, Kunisawa J, Kiyono H, Akira S, Kitamura T, Kitaura J, Uematsu S, Miyake K
  • 雑誌名: Int Immunol. 巻: 24 ページ: 613-623
  • DOI: 10.1093/intimm/dxs068
• [雑誌論文] Structural basis of species-specific endotoxin sensing by innate immune receptor TLR4/MD-2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohto U, Fukase K, Miyake K, Shimizu T
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 109 ページ: 7421-7426
  • DOI: 10.1073/pnas.1201193109
• [雑誌論文] The RP105/MD-1 complex is indispensable for TLR4/MD-2-dependent proliferation and IgM-secreting plasma cell differentiation of marginal zone B cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai Y
  • 雑誌名: Int. Immunol. 巻: 24 ページ: 389-400
  • DOI: doi: 10.1093/intimm/dxs040
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Radioprotective 105/MD-1 Complex Contributes to Diet-Induced Obesity and Adipose Tissue Inflammation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 61 ページ: 1199-1209
  • DOI: doi: 10.2337/db11-1182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyrrhizin and isoliquiritigenin suppress the LPS sensor Toll-like receptor 4/MD-2 complex signaling in a different manner (2012)
  • 著者名/発表者名: Honda H
  • 雑誌名: J. Leukoc. Biol. 巻: 91 ページ: 967-976
  • DOI: doi: 10.1189/jlb.0112038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saturated Fatty Acid and TLR Signaling Link β Cell Dysfunction and Islet Inflammation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Eguchi K
  • 雑誌名: Cell Metab. 巻: 15 ページ: 518-533
  • DOI: doi: 10.1016/j.cmet.2012.01.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peroxiredoxin family proteins are key initiators of post-ischemic inflammation in the brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Shichita T
  • 雑誌名: Nat. Med. 巻: 18 ページ: 911-917
  • DOI: doi: 10.1038/nm.2749
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coagulation Factor X Activates Innate Immunity to Human Species C Adenovirus (2012)
  • 著者名/発表者名: Doronin
  • 雑誌名: Science 巻: 338 ページ: 795-798
  • DOI: doi: 10.1126/science.1226625.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toll-like receptor 4 polymorphisms D299G and T399I (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohto U
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 40611-40617
  • DOI: doi: 10.1074/jbc.M112.404608.
  • 査読あり
• [学会発表] Toll-like receptor logistics by Unc93B1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 学会等名: The 85th Annual meeting of the Japanese Biochemical Society
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2012-12-15
  • 招待講演
• [学会発表] Toll-like receptor logistics by Unc93B1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 学会等名: The biennial meeting of International endotoxin and innate immunity society
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] Toll-like receptor logistics by Unc93B1 as a mechanism regulating autoimmunity (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 学会等名: French-Japanese Meeting “Immune defenses in humans and model organisms.
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] Toll-like receptor 7 in plasmacytoid DCs as a target for enhancing anti-tumor immunity (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 学会等名: The 71st Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2012-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Toll-like receptor logistics by Unc93B1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 学会等名: The 11th Awaji international forum on infection and immunity
  • 発表場所: Awaji, Japan
  • 年月日: 2012-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] Toll-like receptor logistics by Unc93B1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyake K
  • 学会等名: Novo Nordisk Innovation summit on chronic inflammation and autoimmune diseases
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-04-18
  • 招待講演