MHC/ペプチド複合体の安定性とT細胞活性化能-免疫シナプス形成の物理的基盤

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14570286
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 小園 晴生 東京理科大学, 生命科学研究所, 助教授 (80287482)
• 研究分担者: 東 隆親 東京理科大学, 生命科学研究所, 教授 (00028234) ; 織田 昌幸 東京理科大学, 生命科学研究所, 助手 (20318231)
• キーワード: TCR / MHC / ペプチド / 安定性 / アフィニティ / ゆらぎ / アゴニスト / アンタゴニスト

研究概要

MHC分子は、種々のペプチドを獲得し、T細胞に抗原提示を行う。それらのMHC/ペプチドの安定性も様々であることが想定される。また、近年、必ずしもアフィニティ、及び、オフレートとT細胞の活性化が一致していないことが明らかとなった。我々は、リガンドの安定性がイミュノロジカル・シナプスの形成に関係するのではないかと仮定し、リガンドの安定性を観察し、それが如何に最終的T細胞の活性化に関係するか明らかにしようと試みた。
系として、2C TCRとH-2Kbを用いた。アゴニストと知られるSIYRペプチドのTCR側のアミノ酸は変えずにアンカーとなるペプチドを系統的に変えることにより、いくつかの安定性のレベルが異なる、しかもTCRに対するアフィニティがあまり変わらないペプチドリガンドのデザインを行った。実際、BIAcoreによる測定を行うと、ペプチドとMHC間でアフィニティが異なるものができた。また、それらのMHC/ペプチド複合体のTCRに対するアフィニティには、ほとんど変化は見られなかった。また、それらのMHC/ペプチド複合体の熱安定性をCDの変化により測定すると、ペプチドとのアフィニティに相関して見かけ上の安定性が変わることがわかった。さらに、これらの、リガンドの生物活性を、T細胞クローンの増殖測定により、検証した。すると、ペプチド-MHC間のアフィニティ差は、10倍程度であるにも関わらず、T細胞増殖能に要求されるペプチドの量の濃度差は10^5にも及ぶことがわかった。このことは、MHC/ペプチド複合体の分子的安定性が、TCR/ペプチド/MHC複合体の安定性に影響を及ぼすためだと考えられた。また、MHC class Iへのペプチドの結合は、単純な1:1の結合でなくペプチド濃度により、MHC class Iの状態が変化すること、或は、MHC class Iには二種類のペプチド結合様式があることを、滴定型熱量測定により、明らかにした。このことは、リガンド形成をする上で、より安定なリガンドの選択に、MHC class I自体の柔軟性が関与することを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] Tobita T, Oda M, Morii H, Kuroda M, Yoshino A, Azuma T, Kozono H.: "A role for the P1 anchor residue in the thermal stability of MHC class II molecule I-A(b)"Immunology Letter. 85. 47-52 (2003)
• [文献書誌] Saito K, Sarai A, Oda M, Azuma T, Kozono H.: "Thermodynamic analysis of the increased stability of MHC class II molecule I-Ek complexed with an antigenic peptide at an acidic pH"Journal of Biological Chemistry. 278. 14732-14738 (2003)
• [文献書誌] Oda M, Kozono H, Morii H, Azuma T: "Evidence of allosteric conformational changes in the antibody constant region upon antigen binding"International Immunology. 15. 417-426 (2003)
• [文献書誌] Youngnak P., Kozono Y., Kozono H., Iwai H., Otsuki N., Jin H., Omura K., Yagita H., Pardoll D.M., Chen L., Azuma, M: "Differential binding properties of B7-H1 and B7-DC to Programmed death-1 (PD-1)"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 307. 672-677 (2003)
• [文献書誌] Saito, K., Oda, M., Sarai, A., Azuma, T., Kozono, H: "Contribution of a Single Hydrogen Bond Between bHis81 of MHC Class II I-Ek and The Bound Peptide to The pH-dependent Thermal Stability."Microbiology and Immunology. 48. 53-57 (2004)