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2011 年度 実績報告書

病原体センサー活性化に伴う選択的遺伝子発現誘導機構とその破綻

計画研究

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 21117004
研究機関東北大学

研究代表者

牟田 達史  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (60222337)

キーワードIκB-ζ / 慢性炎症 / 自己免疫疾患 / シェーグレン症候群 / 自然炎症 / 転写制御因子 / アポトーシス / 上皮細胞
研究概要

IκB-ζ遺伝子を欠損するマウスは、specific pathogen-free (SPF)環境下で、目の周囲に慢性炎症を自然発症する。今回我々は、この慢性炎症の発症機序に取り組み、このマウスでは、涙腺にリンパ球の浸潤を伴う炎症があり、涙の分泌量が低下していること、血清中には自己抗体が存在することを明らかにした。自己抗体の中でも特に、シェーグレン症候群の鑑別診断に用いられる抗SSA抗体、抗SSB抗体価が上昇していることが明らかとなり、このマウスの症状は、ヒトのシェーグレン症候群に酷似していることが判明した。
細胞移植実験や遺伝子欠損マウスを用いた解析を行ったところ、この炎症の発症には、リンパ球の存在が必須であることが判明したが、正常マウスのリンパ球を移植したIκB-ζ遺伝子欠損マウスでも炎症が観察され、リンパ球以外の別の細胞種の異常が原因と考えられた。各種の細胞で特異的にIκB-ζ遺伝子を欠損するマウスを作製して解析を進めたところ、上皮細胞において同遺伝子が欠損するマウスで炎症が発症することが明らかになった。また、IκB-ζ遺伝子を欠損するマウスの涙腺ではアポトーシスが過剰に誘導されていること、この細胞死は炎症とは無関係に誘導されることがわかった。さらに、アポトーシスを抑制する薬剤をIκB-ζ遺伝子欠損マウスの目に投与したところ、炎症が抑えられ、涙の分泌量も回復することが明らかになった。つまり、涙腺上皮細胞では、IκB-ζがアポトーシスを抑制するはたらきをもっており、この遺伝子が欠損するとアポトーシスが過剰に誘導されること、この過剰なアポトーシスによって、自己反応性の異常なリンパ球が産生され、局所的な炎症が誘導されることが明らかになった。
本研究成果は、今なお、多くの患者がドライアイ、ドライマウスに苦しむシェーグレン症候群の発症機序の理解とその治療に大きく貢献すると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

IκB-ζ遺伝子欠損マウスが自然発症する慢性炎症の病因について検討したところ、このマウスが、ヒトの自己免疫疾患の一種であるシェーグレン症候群様の慢性炎症を自然発症すること、この慢性炎症の原因が涙腺上皮細胞で起きる過剰な細胞死によることを明らかにするとともに、さらにこの慢性炎症及び、それに付随する病態が、細胞死を阻害する薬剤で治療可能なことを示すことができた。
当初予想できなかったこれらの結果は、シェーグレン症候群などの組織特異的自己免疫疾患の発症機序の解明とその治療ヘ向けた取り組みに新たな視点をもたらす画期的な研究成果と注目され、米国科学誌「Immunity」にてFeatured Articleとして発表されるとともに、Previewで紹介された。また、当該分野において特別な意義をもつ論文として、F1000Primeに選出された。

今後の研究の推進方策

涙腺上皮においてIκB-ζを誘導する内因性リガンドの同定、アポトーシスの自発的な誘導機構、さらに、IκB-ζによるアポトーシス回避機構の解明が次の重要な課題となると考えられる。これらはいずれも容易な課題ではないが、解明された場合、上皮組織の恒常性維持の理解とシェーグレン症候群の治療にさらに大きな貢献をもたらすと予想される。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Essential role for Toll-like receptor 7 (TLR7)-unique cysteines in an intramolecular disulfide bond, proteolytic cleavage and RNA sensing.2013

    • 著者名/発表者名
      Kanno, A. et al.
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/intimm/dxt007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced Apoptosis by Disruption of the STAT3-IκB-ζ Signaling Pathway in Epithelial Cells Induces Sjogren's Syndrome-like Autoimmune Disease.2013

    • 著者名/発表者名
      Okuma, A. et al.
    • 雑誌名

      Immunity

      巻: 38 ページ: 450-460

    • DOI

      10.1016/j.immuni.2012.11.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross-species Analysis Reveals Evolving And Conserved Features of the NF-κB Proteins.2013

    • 著者名/発表者名
      Ryzhakov, G. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1074/jbc.M113.451153

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thioredoxin-Interacting Protein Gene Expression via MondoA Is Rapidly and Transiently Suppressed during Inflammatory Responses.2013

    • 著者名/発表者名
      Kanari, Y. et al.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e59026

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0059026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptional and post-transcriptional regulation of IκB-ζ upon engagement of BCR, TLR and Fcγ receptor2013

    • 著者名/発表者名
      Hanihara, F. et al.
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/intimm/dxt017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interleukin-10-induced neutrophil gelatinase-associated lipocalin production in macrophages with consequences for tumor growth.2012

    • 著者名/発表者名
      Jung, M. et al.
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 32 ページ: 3938-3948

    • DOI

      10.1128/MCB.00413-12

    • 査読あり
  • [学会発表] Roles for the nuclear IκB family protein IκB-ζ in inflammation.2012

    • 著者名/発表者名
      Muta, T.
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      20121214-20121216
    • 招待講演
  • [学会発表] IκB-ζ-deficiency in Epithelial Cells Elicits Sjogren’s Syndrome-like Autoimmune Disease.2012

    • 著者名/発表者名
      Okuma, A. et al.
    • 学会等名
      第41回日本免疫学会学術集会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20121205-20121207
  • [学会発表] Regulation of inflammatory gene expression by the nuclear IκB family protein IκB-ζ.2012

    • 著者名/発表者名
      Muta, T.
    • 学会等名
      The 12th Biennial International Endotoxin and Innate Immunity Society Meeting
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20121023-20121026
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptional and Post-transcriptional Activation of IκB-ζ by Toll-like Receptor and B Cell Antigen Receptor.2012

    • 著者名/発表者名
      Hanihara, F. et al.
    • 学会等名
      The 12th Biennial International Endotoxin and Innate Immunity Society Meeting
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] IκB-ζ-deficient Mice Develop Sjogren’s Syndrome-like Chronic Inflammation Caused by Dysregulation of Epithelial Homeostasis.2012

    • 著者名/発表者名
      Okuma, A. et al.
    • 学会等名
      The 12th Biennial International Endotoxin and Innate Immunity Society Meeting
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] 感染防御応答における多段階遺伝子発現制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      牟田 達史
    • 学会等名
      第85回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      20120327-20120329
    • 招待講演
  • [学会発表] B細胞抗原受容体刺激における転写制御と転写後制御を介したIκB-ζの発現誘導2011

    • 著者名/発表者名
      埴原 文人ら
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20111213-20111216
  • [学会発表] IκB-ζ-deficiency in Non-lympoid Cells Spontaneously Induces Autoimmune Reaction2011

    • 著者名/発表者名
      Okuma, A. et al.
    • 学会等名
      第40回日本免疫学会学術集会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      20111127-20111129
  • [学会発表] 壊死細胞由来の複数のDanger Signalに対するマクロファージの応答2011

    • 著者名/発表者名
      木村 俊文ら
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20110921-20110924
  • [学会発表] 炎症応答における核内IκBファミリータンパク質IκB-ζの機能とその破綻2011

    • 著者名/発表者名
      牟田 達史
    • 学会等名
      The 7th Tsukuba Hematologic Disease Seminar in Autumn, 2011
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      20110915-20110915
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemokine Induction in Macrophages as a Response to Necrotic Cells2011

    • 著者名/発表者名
      Muta, T. et al.
    • 学会等名
      Toll2011 Meeting-Decoding Innate Immunity
    • 発表場所
      Riva del Garda, Italy
    • 年月日
      20110504-20110507
  • [備考] 東北大学大学院生命科学研究科牟田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/muta_lab/

  • [備考] 組織特異的自己免疫疾患の病因解明(上皮細胞の過剰な細胞死によってシェーグレン症候群が誘導される)

    • URL

      http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2013/03/press20130228-02.html

  • [備考] 組織特異的自己免疫疾患の病因解明

    • URL

      http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research_ja/14954/

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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