Innate Immunity系の菌体表層成分認識機構-特にToll like receptor役割について-

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12470380
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 高田 春比古 東北大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (30135743)
• 研究分担者: 根本 英二 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (40292221) ; 菅原 俊二 東北大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (10241639)
• キーワード: LPS / リポタイコ酸 / ペプチドグライカン / MDP / CD14 / Toll-like receptor / MyD88 / ジンジパイン

研究概要

広範な細菌種に共通する細胞表層成分を認識して応答する宿主の自然免疫機構の解明が急速に進んでいる。グラム陰性菌に普遍的な内毒素性リポ多糖(LPS)、グラム陽性菌のリポタイコ酸(LTA)、マイコプラズマを除く全ての細菌種に分布するペプチドグライカン(PGN)等は、いずれもCD14分子によって認識される。細胞内ドメインを欠くCD14と共同(?)してシグナル伝達を担うのが、Toll-like receptor(TLR)で、10種以上が確認されている。そして、LPSはTLR4とMD-2の複合体により、PGNはTLR2によって、それぞれシグナル伝達されることが明かにされている。さらに、TLRのアダプター分子として機能するMyD88が菌体成分応答に必須である。本研究では、様々な菌体表層成分が歯周組織構成細胞や炎症性細胞によってどのように認識されるかを解明して、歯周病の発症機序解明を目指した。これまでに、以下の成績を得ている。1)歯周病原菌と目されているPorphyromonas gingivalisの産生する3種のタンパク分解酵素ジンジパインはいずれもヒト単球のCD14分子を分解して、単球のLPS応答を喪失させた。2)ヒト好中球の産生するエラスターゼは、ヒト歯肉線維芽細胞のCD14分子を分解して、LPS応答を喪失させた。3)議論の分れていたLTA応答は、TLR4を介している。4)Micrococcus luteus細胞壁に特有の成分であるタイクロン酸も、CD14/TLR4で認識される。5)PGNの要構造に当たる合成MDPはヒト単球系細胞に対して、CD14およびTLR2/4非依存的に作用し、LPSやLTAと相乗的に作用する。その際、MyD88遺伝子発現の著しい増強が認められる。
今後、歯周組織構成細胞のCD14/TLR系の動態と細菌応答の関係をさらに解明して、歯周病の病因論に新しい視点を提示したいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] Sugiyama.A.,T.Ogawa,Y.Daikuhara,and H.Takada.: "Enhancement of hepatocyte growth factor (scatter factor) production by human gingival fibroblasts in culture stimulated with Porphyromonas gingivalis fimbriae."The Journal of Medical Microbiology. 49・4. 319-325 (2000)
• [文献書誌] Sugawara,S.,E.Nemoto,H.Tada,K.Miyake,T.Imamura,and H.Takada.: "Proteolysis of human monocyte CD14 by cysteine proteinases (gingipains) from Porphyromonas gingivalis leading to lipopolysaccharide hyporesponsiveness."The Journal of Immunology. 165・1. 411-418 (2000)
• [文献書誌] Nemoto,E.,S.Sugawara,H.Tada,H.Takada,H.Shimauchi,and H.Horiuchi.: "Cleavage of CD14 on human gingival fibroblasts cocultured with activated neutrophils is mediated by human leukocyte elastase resulting in down-regulation of lipopolysaccharide-induced IL-8 production."The Journal of Immunology. 165・10. 5807-5813 (2000)
• [文献書誌] Monodane,T.,Y.Kawabata,S.Yang,S.Hase,and H.Takada.: "Induction of tumour necrosis factor-α and interleukin-6 in mice in vivo and in murine peritoneal macrophages and human whole blood cells in vitro by Micrococcus luteus teichuronic acids."The Journal of Medical Microbiology. 50・1. 4-12 (2001)
• [文献書誌] 高田春比古: "宿主の細菌認識機構と歯周病 -歯周組織のCD14/TLR系-"東北のコロニー. 31. 51-53 (2000)
• [文献書誌] 根本英二,菅原俊二,高田春比古 他2名: "ヒト歯肉線維芽細胞上のCD26/dipeptidyl peptidase IV -サイトカインおよび菌体成分による発現増強-"炎症. 20・5. 597-602 (2000)
• [文献書誌] Sakuta,T.,K.Matsushita,N.,H.Takada 他8名: "Enhanced production of vascular endothelial growth factor by human monocytic cells stimulated with endotoxin through transcription factor SP-1."The Journal of Medical Microbiology. 50(印刷中). (2001)
• [文献書誌] Yang,S.,S.Sugawara,T.Monodane,M.Nishijima,Y.Adachi,S.Akashi,K.Miyake,S.Hase,and H.Takada.: "Micrococcus luteus teichuronic acids activate human and murine moncytic cells in a CD14-and Toll-like receptor 4-dependent manner."Infection and Immunity . 69・4(印刷中). (2001)
• [文献書誌] Yang,S.,R.Tamai,S.Akashi,O.Takeuchi,S.Akira,S.Sugawara,and H.Takada.: "Synergistic effect of muramyldipeptide with lipopolysaccharide or lipoteichoic acid to induce inflammatory cytokines in human moncytic cells in culture."Infection and Immunity. 69・4(印刷中). (2001)
• [文献書誌] Yoshimura,A.,H.Takada,T.Kaneko,I.Kato,Y.Hara,and D.Golenbock.: "Structural requirements of muramylpeptides for induction of Toll-like receptor 2-mediated cellular activation."Journal of Endotoxin Research. 6(印刷中). (2001)
• [文献書誌] 高田春比古,菅原俊二 [分担]: "歯周病 -新しい治療を求めて(先端医療シリーズ・歯科医学2)"先端医療技術研究所、東京. 536(277-283) (2000)