食細胞による死細胞の貪食機構とそれに伴う免疫制御機構の解明

2017 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: 26110006
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 田中 正人 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (00294059)
• 研究期間 (年度): 2014-07-10 – 2019-03-31
• キーワード: 細胞死 / マクロファージ / 貪食

研究実績の概要

死細胞を貪食したマクロファージは細胞死の様式に応じて、適切な生体応答を惹起する。本研究は、マクロファージによる死細胞貪食に伴う免疫制御機構の解明を目的として行った。さらに、マクロファージ非存在下で亢進することが明らかとなった、ネトーシスとNET形成に関する解析も合わせて進めた。具体的には以下の通りである。
1.マクロファージによる死細胞の認識機構：　CD169陽性マクロファージが、死細胞由来因子を認識してCCL8を産生する分子機構の解析を進めた。これまでに樹立したCCL8産生阻害モノクローナル抗体が認識する分子の同定を進めたところ、CD14分子やCD9分子であることが判明した。現在、これらの分子のCCL8産生における役割を解析中である。さらに、死細胞培養上清および各種臓器の抽出液中に存在するCCL8産生促進因子の精製を進めている。
2.NET形成の分子機構：　我々はこれまでに、袖岡班が開発した細胞死阻害化合物が実質細胞のフェロトーシス様の細胞死を阻害するだけでなく、ネトーシスを阻害することを明らかにした。さらに、ネトーシスを制御する作用を有する化合物を探索し、スルファサラジンが、細胞内の脂質過酸化を亢進し、同細胞死を亢進することを見いだした。xCTの変異マウスを用いた解析により、スルファサラジンはxCT非依存的にネトーシスを亢進することが明らかとなった。さらに、構造活性相関解析により、類似に構造を有するサルファ剤の一部の化合物がネトーシス誘導活性を有することが分かった。
3.肝細胞死共同研究プロジェクト 引き続き、田中稔班と共同で、各種肝細胞死モデルにおける肝マクロファージの動態の解析を行っている。CD169-DTRマウスでは、クッパー細胞が選択的に消去できることを見いだし、これを用いて、同細胞の肝傷害における役割を解析している。

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

本研究では、死細胞が発信する情報（ダイイングコード）のうち、マクロファージのサイトカイン産生に影響を及ぼす分子機構の解明を中心として研究を進めてきた。これまでのところで我々は、マクロファージに対するモノクローナル抗体をスクリーニングすることで、この分子機構の解明を進めてきたが、本年度は、得られたモノクローナル抗体が認識する分子を複数同定することができた。今後、これらの抗体の認識する分子の機能解析を重点的に行いたいと考えている。さらに、我々は、劇症型腎虚血再灌流傷害モデルの解析を契機として、袖岡班と共同で、虚血再灌流傷害における好中球細胞死（ネトーシス）の役割についても解析を進めている。このプロジェクトに関しては、袖岡班がNET形成促進活性の高い化合物の同定に成功しており、これを用いて標的分子の同定に向けて、研究を行っている。現在、標的分子として、いくつかの候補が挙がっている段階であり、それらの分子の脂質過酸化およびNET形成における役割を解析しているところである。さらに、酸化脂質によるNET形成促進に関しては、今井班と連携して、どの分子種がNET形成を促進するのか解析を進めている。このように、領域内で効率よく共同研究が進められている。肝細胞死共同プロジェクトに関しても、領域内で緊密な連携ができている。

今後の研究の推進方策

1.マクロファージによる死細胞の認識とそれに伴う免疫制御機構
死細胞由来因子とこれを認識するマクロファージ表面上のレセプターの同定を試みてきたが、抗体の認識する分子の機能解析を続ける。さらに、本年度から抗体のスクリーニングに加えて、死細胞上清および組織を用いて、CCL8産生促進作用を有する因子を精製、分離することを試みている。来年度も引き続き、生化学的な手法により同因子の同定と機能解析を行う。
2. 好中球のNET形成機構の解明
我々はマクロファージ非存在下における組織傷害の増悪に、好中球のNET形成の促進が関与していることをつきとめた。これまでに、我々は、細胞死制御化合物等の探索によりNET形成を促進する化合物を同定し、これらの化合物によるNET形成促進に脂質酸化が関与していること、および、NET形成の過程でダイイングコードとして放出される酸化脂質がNET形成を連鎖的に誘導していることを報告した。来年度は引き続き、袖岡班との連携により、このNET形成促進低分子化合物の標的分子の同定を通じて、NET形成の分子機構の解明を試みる。これまでに、NET促進化合物の構造展開と、活性の高い化合物のプローブ化を進めており、これを用いた標的タンパクの同定を進めている。さらに、NET形成の分子機構の解明のために、NET阻害作用を有する化合物の同定を進める。
3. 肝細胞死共同研究プロジェクト
引き続き、肝傷害モデルにおける各マクロファージの死細胞貪食と病態への関与を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Tumor Necrosis Factor-Mediated Survival of CD169(+) Cells Promotes Immune Activation during Vesicular Stomatitis Virus Infection. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shinde PV, Xu HC, Maney SK, Kloetgen A, Namineni S, Zhuang Y, Honke N, Shaabani N, Bellora N, Doerrenberg M, Trilling M, Pozdeev VI, van Rooijen N, Scheu S, Pfeffer K, Crocker PR, Tanaka M, Duggimpudi S, Knolle P, Heikenwalder M, Ruland J, Mak TW, Brenner D, Pandyra AA, Hoell JI, Borkhardt A, Haussinger D, Lang KS
  • 雑誌名: J Virol 巻: 92 ページ: 01637
  • DOI: 10.1128/JVI.01637-17
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hyperoxidation of ether-linked phospholipids accelerates neutrophil extracellular trap formation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yotsumoto S, Muroi Y, Chiba T, Ohmura R, Yoneyama M, Magarisawa M, Dodo K, Terayama N, Sodeoka M, Aoyagi R, Arita M, Arakawa S, Shimizu S, Tanaka M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 16026
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15668-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Macrophage Subset Expressing CD169 in Peritoneal Cavity-Regulated Mucosal Inflammation Together with Lower Levels of CCL22. (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang D, Li Q, Yang Y, Hao S, Han X, Song J, Yin Y, Li X, Tanaka M, Qiu CH.
  • 雑誌名: Inflammation 巻: 40 ページ: 1191-203
  • DOI: 10.1007/s10753-017-0562-0.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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: 237-52
  • DOI: 10.1002/hep.28878.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CD169+ macrophages orchestrate innate immune responses by regulating bacterial localization in the spleen. (2017)
  • 著者名/発表者名: Perez OA, Yeung ST, Vera-Licona P, Romagnoli PA, Samji T, Ural BB, Maher L, Tanaka M, Khanna KM.
  • 雑誌名: Sci Immunol 巻: 2 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1126/sciimmunol.aah5520
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CD169 Expressing Macrophage, a Key Subset in Mesenteric Lymph Nodes Promotes Mucosal Inflammation in Dextran Sulfate Sodium-Induced Colitis (2017)
  • 著者名/発表者名: Li Q, Wang D, Hao S, Han X, Xia Y, Li X, Chen Y, Tanaka M, Qiu CH.
  • 雑誌名: Front Immunol 巻: 8 ページ: 669
  • DOI: 10.3389/fimmu.2017.00669
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CD11c+ resident macrophages drive hepatocyte death-triggered liver fibrosis in a murine model of nonalcoholic steatohepatitis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Itoh M, Suganami T, Kato H, Kanai S, Shirakawa I, Sakai T, Goto T, Asakawa M, Hidaka I, Sakugawa H, Ohnishi K, Komohara Y, Asano K, Sakaida I, Tanaka M, Ogawa Y.
  • 雑誌名: JCI Insight 巻: 2 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1172/jci.insight.92902
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Salt suppresses IFNgamma inducible chemokines through the IFNgamma-JAK1-STAT1 signaling pathway in proximal tubular cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Arai Y, Takahashi D, Asano K, Tanaka M, Oda M, Ko SBH, Ko MSH, Mandai S, Nomura N, Rai T, Uchida S, Sohara E.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 46580
  • DOI: 10.1038/srep46580
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Programmed cell death and the immune system. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagata S, Tanaka M.
  • 雑誌名: Nat Rev Immunol 巻: 17 ページ: 333-340
  • DOI: 10.1038/nri.2016.153
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ネトーシスと脂質酸化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中正人
  • 学会等名: 第26回 日本Cell Death学会
• [学会発表] 酸化脂質によるneutrophil extracellular trap の形成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中正人
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [図書] Current Topics in Microbiology & Immunology, Vol.403 p.171-183 Immune Regulation by Dead Cell Clearance. (2017)
  • 著者名/発表者名: S.Nagata & H.Nakano (eds.) Tanaka M, Nishitai G,
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: SPRINGER-VERLAG
  • ISBN: 978-3-319-23912-5