計画的ネクローシスが担う生体応答機構の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: 細胞死を起点とする生体制御ネットワークの解明
• 研究課題/領域番号: 26110003
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 中野 裕康 東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)
• 研究分担者: 大村谷 昌樹 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (60398229)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: cFLIPs / アポトーシス / ネクロプトーシス / 腸炎 / Reg3b / IL-22 / SPINK1 / 慢性膵炎

研究実績の概要

（目標1-1）Crispr/Cas9法を用いて樹立したReg3b及びReg3g単独欠損マウスはそれぞれメンデルの法則に従い出生し、ストレスを与えない状況では腸炎を発症しないことが明らかとなった。そこでcFLIPs TgマウスとReg3b KOマウス、Reg3gKOマウスと交配した。Reg3gKOマウスとの交配では、メスcFLIPs Tg（XTgX）マウスの出生率の増悪は認められなかったものの、Reg3b KOマウスと交配したところ明らかにXTgX;Reg3b+/-マウスと比較して、XTgX;Reg3b-/-マウスの出生率は低下していることが明らかとなった。腸管障害に伴う胎児期のReg3bやReg3gの発現誘導のメカニズムを検討中である。
（目標1-2）cFLIPs Tgマウスで見られる腸管上皮障害にけるネクロプトーシスやアポトーシスの役割を明らかにするために、ネクロプトーシスに必須の遺伝子であるMlklやネクロプトーシスにキナーゼ活性の関与が示されているRipk1のキナーゼ変異体(Ripk1DN)マウスとcFLIPs Tgマウスとを交配した。両マウスのKOマウスと交配することで、胎生致死となっていたXTgYマウスの表現型が部分的にレスキューされた。

（目標2)ヒト遺伝性膵炎の原因遺伝子SPINK1とRipk3欠損マウスとの交配の結果、膵線維化が軽減することから、ネクロプトーシスが腺房細胞死、線維化を引き起こしている可能性が示唆された。そこで、組織修復に関与する因子を探索するために、出生直後のマウス膵臓をマイクロアレイで解析した結果、Reg3bおよび Reg3gの発現が著明に上昇することを見出した。つまりReg3ファミリー分子がダイイング・コードとなって膵星細胞の活性化を促進し、線維化を引き起こしている可能性が示唆された。

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

（目標1)当初予定していたReg3bKO, Reg3gKO, Mlkl KOマウスやRipk1DNマウスとの交配はすでに終了し、それぞれの遺伝子産物の腸管上皮障害への関与を明らかにできている。さらに胎児期におけるIL-22やReg3bの発現機構のメカニズムに迫りつつあり、ネクロプトーシスとアポトーシスのクロストークを明らかにできるin vivoモデルマウスを樹立できたことを確認しており、研究は予想以上に進捗していると考えられる。
（目標2)慢性膵炎のダイイングコードの同定を目指して、遺伝子発現解析をしてきたが、その候補遺伝子としてReg3bとReg3gを同定した。cFLIPs Tgマウスの解析のために既にReg3bKO, Reg3gKOマウスは既に樹立しており、慢性膵炎モデルマウスとの交配をすぐ開始しできており、研究は予想以上に進捗している。

今後の研究の推進方策

（目標1）胎児期の腸管においてもIL-22依存性にReg3bの発現が誘導されるとするならば、IL-22産生に関与する細胞が胎児期の腸管上皮障害により、非常に強く活性化されている可能性を示している。候補として一番考えられる細胞がRORgt陽性の３型自然リンパ球であることから、この細胞の腸管上皮障害への関与を検討する予定である。また腸管上皮障害がネクロプトーシスを抑制することで、アポトーシスも抑制されたことから、一つの可能性としてネクロプトーシスに伴い放出されたDAMPsがアポトーシスを誘導している可能性がある。この可能性について検討する予定である。
(目標2) 樹立したReg3bKO, Reg3gKOマウスと慢性膵炎マウスとの交配を行っており、今後、膵星細胞の活性化、膵線維化を指標として、Reg3分子のダイイング・コードとしての役割を明らかにしていく。さらに、Reg3bとReg3g遺伝子は同一染色体近傍に位置し、Crispr/Cas9を用いた二重変異マウスの作出、それぞれの遺伝子を欠損した線維芽細胞の樹立を行う準備を進めている。

研究成果

• [国際共同研究] WEHI(Australia)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: WEHI
• [国際共同研究] Cologne University(Germany)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Cologne University
• [国際共同研究] Vrije Universiteit(Netherlands)
  • 国名: オランダ
  • 外国機関名: Vrije Universiteit
• [雑誌論文] HTLV-1 Tax Induces Formation of the Active Macromolecular IKK Complex by Generating Lys63- and Met1-Linked Hybrid Polyubiquitin Chains (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata, Y. Tokunaga, F. Goto, E. Komatsu, G. Gohda, J. Saeki, Y. Tanaka, K. Takahashi, H. Sawasaki, T. Inoue, S. Oshiumi, H. Seya, T. Nakano, H. Tanaka, Y. Iwai, K. Inoue, J. I.
  • 雑誌名: PLoS Pathog 巻: 13 ページ: e1006162
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006162
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Depletion of myeloid cells exacerbates hepatitis and induces an aberrant increase in histone H3 in mouse serum (2017)
  • 著者名/発表者名: Piao, X. Yamazaki, S. Komazawa-Sakon, S. Miyake, S. Nakabayashi, O. Kurosawa, T. Mikami, T. Tanaka, M. Van Rooijen, N. Ohmuraya, M. Oikawa, A. Kojima, Y. Kakuta, S. Uchiyama, Y. Tanaka, M. Nakano, H.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 65 ページ: 237-252
  • DOI: 10.1002/hep.28878
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Critical contribution of nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) to electrophile-induced Interleukin-11 production (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishina, T. Deguchi, Y. Miura, R. Yamazaki, S. Shinkai, Y. Kojima, Y. Okumura, K. Kumagai, Y. Nakano, H.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 292 ページ: 205-216
  • DOI: 10.1074/jbc.M116.744755
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cellular FLICE-Inhibitory Protein Regulates Tissue Homeostasis (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakano, H. Piao, X. Shindo, R. Komazawa-Sakon, S.
  • 雑誌名: Curr Top Microbiol Immunol 巻: 403 ページ: 119-141
  • DOI: 10.1007/82_2015_448
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFalpha-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Shindo, R. Yamazaki, S. Ohmuraya, M. Araki, K. Nakano, H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 480 ページ: 23-28
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Novel method to rescue a lethal phenotype through integration of target gene onto the X-chromosome (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakata, K. Araki, K. Nakano, H. Nishina, T. Komazawa-Sakon, S. Murai, S. Lee, G. E. Hashimoto, D. Suzuki, C. Uchiyama, Y. Notohara, K. Gukovskaya, A. S. Gukovsky, I. Yamamura, K. I. Baba, H. Ohmuraya, M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 37200
  • DOI: 10.1038/srep37200
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] C-Type Lectin Receptor DCAR Recognizes Mycobacterial Phosphatidyl-Inositol Mannosides to Promote a Th1 Response during Infection. (2016)
  • 著者名/発表者名: Toyonaga K, Torigoe S, Motomura Y, Kamichi T, Hayashi JM, Morita YS, Noguchi N, Chuma Y, Kiyohara H, Matsuo K, Tanaka H, Nakagawa Y, Sakuma T, Ohmuraya M, Yamamoto T, Umemura M, Matsuzaki G, Yoshikai Y, Yano I, Miyamoto T, Yamasaki S.
  • 雑誌名: Immunity 巻: 45 ページ: 1245-1257
  • DOI: doi: 10.1016/j.immuni.2016.10.012
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-density array-CGH with targeted NGS unmask multiple noncontiguous minute deletions on chromosome 3p21 in mesothelioma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa Y, Emi M, Hashimoto-Tamaoki T, Ohmuraya M, Sato A, Tsujimura T, Hasegawa S, Nakano T, Nasu M, Pastorino S, Szymiczek A, Bononi A, Tanji M, Pagano I, Gaudino G, Napolitano A, Goparaju C, Pass HI, Yang H, Carbone M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 113 ページ: 13432-13437
  • DOI: 10.1073/pnas.1612074113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Opposing roles for SNAP23 in secretion in exocrine and endocrine pancreatic cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunii M, Ohara-Imaizumi M, Takahashi N, Kobayashi M, Kawakami R, Kondoh Y, Shimizu T, Simizu S, Lin B, Nunomura K, Aoyagi K, Ohno M, Ohmuraya M, Sato T, Yoshimura SI, Sato K, Harada R, Kim YJ, Osada H, Nemoto T, Kasai H, Kitamura T, Nagamatsu S, Harada A.
  • 雑誌名: J Cell Biol 巻: 215 ページ: 121-138
  • DOI: 10.1083/jcb.201604030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Protein kinase D regulates positive selection of CD4+ thymocytes through phosphorylation of SHP-1 (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa E, Kosako H, Yasuda T, Ohmuraya M, Araki K, Kurosaki T, Saito T, Yamasaki S
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 7 ページ: 12756
  • DOI: 10.1038/ncomms12756
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heterogeneity of KRAS Mutations in Pancreatic Ductal Adenocarcinoma (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto D, Arima K, Yokoyama N, Chikamoto A, Taki K, Inoue R, Kaida T, Higashi T, Nitta H, Ohmuraya M, Hirota M, Beppu T, Baba H
  • 雑誌名: Pancreas 巻: 45 ページ: 1111-1114
  • DOI: 10.1097/MPA.0000000000000624
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Short form FLICE-inhibitory protein promotes TNFα-induced necroptosis in fibroblasts derived from CFLARs transgenic mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryodai Shindoa, Soh Yamazakia, Masaki Ohmuraya, Kimi Araki, Hiroyasu Nakano.
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology
  • 発表場所: Keystone, Colorado, USA
  • 年月日: 2017-02-07
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of Interleukin-11-producing cells in a colitis-associated cancer model using IL-11 reporter mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Takashi Nishina, Yutaka Deguchi, Eri Nakamura, Yuko Kojima, Norihiro Tada, Hiroyasu Nakano
  • 学会等名: Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology
  • 発表場所: Keystone, Colorado, USA
  • 年月日: 2017-02-07
  • 国際学会
• [学会発表] 電子顕微鏡を用いたネクロプトーシスの微細構造の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三宅早苗, 角田宗一郎, 小池正人, 内山安男, 中野裕康
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市西区パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] アポトーシス細胞は腸内細菌非依存的にReg3βを産生し腸管の恒常性を維持する (2016)
  • 著者名/発表者名: 進藤綾大、大村谷昌樹、駒澤幸子、三宅早苗、山崎創、仁科隆史、小西博之、木山博資、三上哲夫、荒木喜美、中野裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区仙台国際センター
  • 年月日: 2016-09-27
• [学会発表] 肝細胞死亢進マウスを用いた肝幹細胞増殖因子同定の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 土屋勇一, 田中稔, 鶴崎慎也, 及川彰, 駒澤幸子, 三上哲夫, 中野裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区仙台国際センター
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 細胞死制御因子cFLIPの肝細胞特異的欠損マウスを用いた肝障害モデルにおけるクッパー細胞および骨髄由来細胞の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朴 雪花, 山﨑 創, 駒澤-左近 幸子, 三宅 早苗, 中林 修, 田中 稔, 大村谷 昌樹, 及川 彰, 角田 宗一郎, 内山 安男, 田中 正人, 中野 裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区仙台国際センター
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 肝細胞死亢進マウスモデルを用いた肝再生や炎症制御のメカニズムの解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中野裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区仙台国際センター
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] 親電子リガンドによるIL-11産生機構とその生体における役割の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仁科 隆史、出口 裕、三浦 亮介、新開 泰弘、小島 裕子、熊谷 嘉人、中野 裕康
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区仙台国際センター
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] ネクロプトーシスをモニターするFRETプローブの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村井 晋, 山口 良文, 中林 修, 冨田 太一郎, 赤羽 悟美, 三浦 正幸, 中野 裕康
  • 学会等名: 第25回 日本Cell Death学会学術集会
  • 発表場所: 東京都品川区きゅりあん
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] ネクロプトーシスと遺伝性膵炎 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大村谷昌樹
  • 学会等名: 第25回 Cell Death学会学術集会
  • 発表場所: 東京都品川区きゅりあん
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] CD4+ T cell-intrinsic TRAF5 negatively regulates Th17 cell-dependent experimental autoimmune encephalomyelitis (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Takaya Hayashi, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii, Takanori So.
  • 学会等名: 第16回国際免疫学会議
  • 発表場所: オーストラリア、メルボルン
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] TRAF adaptors limit the IL-6 receptor signaling through an unexpected binding to the signaling transducer receptor gp130. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takanori So, Hiroyuki Nagashima, Yuko Okuyama, Takaya Hayahi, Atsuko Asao, Takeshi Kawabe, Satoshi Yamaki, Hiroyasu Nakano, Michael Croft, Naoto Ishii.
  • 学会等名: 第16回国際免疫学会議
  • 発表場所: オーストラリア、メルボルン
  • 年月日: 2016-08-21
  • 国際学会
• [学会発表] The Roles of Cathepsin B, D, and L during Acute and Chronic Pancreatitis in Mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Olga Mareninova, Kenji Notohara, Ilya Gukovsky, Anna Gukovskaya
  • 学会等名: 20th meeting of the International Association of Pancreatology
  • 発表場所: 宮城県仙台市青葉区仙台国際センター
  • 年月日: 2016-08-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Apoptotic and non-apoptotic cell death (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigekazu Nagata, Hiroyasu Nakano
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: Springer International Publishing AG
• [図書] 新膵臓病学 (2017)
  • 著者名/発表者名: 下瀬川徹 編集（大村谷昌樹 分担執筆）
  • 総ページ数: 515
  • 出版者: 南江堂
• [備考] 東邦大学医学部生化学講座ホームページ
  • URL: http://tohobiochemi.jp/