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2017 年度 実績報告書

補体のホメオスタシス機能を活用した魚類粘膜の自然免疫バリアの強化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04982
研究機関九州大学

研究代表者

中尾 実樹  九州大学, 農学研究院, 教授 (50212080)

研究分担者 杣本 智軌  九州大学, 農学研究院, 准教授 (40403993)
長澤 貴宏  九州大学, 農学研究院, 助教 (70775444)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード魚類 / 補体 / 補体制御因子 / ホメオスタシス / 創傷治癒 / 生体防御 / 免疫
研究実績の概要

体全体が粘膜組織に覆われている魚類にとって、その粘膜上皮の完全性は病原微生物の新入・感染を防御する第一線の機能として極めて重要である。本研究は、魚類補体制御因子CD46およびアポトーシス細胞認識分子として知られる補体成分C1qおよびプロパージンが果たすホメオスタシス機能に着目し、魚類上皮組織の健全性維持・強化の補体系による制御機構を解明することを目的とした。
本年度は、まず、コイで同定されているプロパージンアイソタイプ(Pf1、Pf2)の機能分化を、C3アイソタイプとの相互作用の観点から解析した。コイC3の主要なアイソタイプであるC3-H1とC3-2の活性化型アナログをヒドラジン処理によって生成させ、その結果C3分子表面に出現した遊離チオール基を介して、各C3アイソタイプをActivated-thiol Sepharoseビーズ固定化した。このC3固定化Sepharoseを充填したマイクロカラムに部分精製Pf1およびPf2を負荷して通過させて、溶出の遅れを測定してPfとC3との相互作用を解析した。その結果Pf2がPf1よりも両C3アイソタイプに対して高いアフィニティーを示すことが判明し、体表におけるホメオスタシス機能においても、Pf2アイソタイプが重要な役割を果たすことが示唆された。
CD46については、KF-1およびCFS上皮細胞株による上皮シート形成に与える、CD46の影響を解析した。抗CD46抗体でこれら細胞株上に発現したCD46をクロスリンクして刺激し、細胞の形態変化および細胞内のタイトジャンクション構造を観察した。その結果、CD46を刺激すると、上皮細胞シートを形成する細胞の密度が上がり、さらにZO1タンパク質で可視化されたタイトジャンクションの構造が強化されることが判明した。

現在までの達成度 (区分)
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

プロパージンのアイソタイプ間の機能の違いを確認できたことで、硬骨魚類におけるプロパージンのホメオスタシス機能解析に必要な分子基盤情報を得ることができた。
上皮細胞におけるCD46の機能については、当初は、細胞シートの電気抵抗をシートの完全性を評価するTransepitherial resistance assayを試みたが、供試した細胞株がアッセイ用の培養基でまったく増殖しないことが判明したために、提供できなかった。しかしながら、通常の培養ディッシュ/プレートで生育した細胞シート中のタイトジャンクション構造を、抗ZO1抗体を用いた蛍光免疫染色で観察することができたので、研究を進展させることができた。

今後の研究の推進方策

これまでは、細胞表面のCD46を強制的に刺激・活性化させるために、抗CD46抗体(モノクローナル/ポリクローナル)によって架橋を行ってきたが、今後は、天然のリガンドC3bでCD46を活性化した場合の変化を追跡する。その際に、コイで同定されているC3アイソタイプの中で、実際に粘液中に分泌されているアイソタイプを特定する必要がある。また、C3bを効率よく生成させる手法も確認する。
プロパージン、C1qのホメオスタシス機能については、各成分を認識する抗体を用いて、CD46の場合と同様に、補体活性化と上皮細胞シート健全性との関係を解析する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Evaluation of probiotic Bacillus aerius B81e isolated from healthy hybrid catfish on growth, disease resistance and innate immunity of Pla-mong Pangasius bocourti.2018

    • 著者名/発表者名
      Meidong R, Khotchanalekha K, Doolgindachbaporn S, Nagasawa T, Nakao M, Sakai K, Tongpim S.
    • 雑誌名

      Fish Shellfish Immunol.

      巻: 73 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.fsi.2017.11.032

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comprehensive validation of T- and B-cell deficiency in rag1-null zebrafish: Implication for the robust innate defense mechanisms of teleosts.2017

    • 著者名/発表者名
      Tokunaga Y, Shirouzu M, Sugahara R, Yoshiura Y, Kiryu I, Ototake M, Nagasawa T, Somamoto T, Nakao M
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7 ページ: 7536

    • DOI

      10.1038/s41598-017-08000-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生物の進化と補体学の歴史2017

    • 著者名/発表者名
      中尾実樹
    • 雑誌名

      腎と透析

      巻: 83 ページ: 521-525

  • [学会発表] ギンブナCD8+Tリンパ球の細胞外寄生原虫に対する細胞障害機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      助田将樹、長沢貴宏、中尾実樹、杣本智軌
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] Homeostatic functional analysis of Tecrem, a CD46-like complement regulatory protein, on epithelial cells in carp fish2018

    • 著者名/発表者名
      Prakash H, Motobe S, Nagasawa T, Somamoto T, Nakao M
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] コイ補体成分B/C2-Bの組換え体作成と機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      赤司小百合、長沢貴宏、杣本智軌、中尾実樹
    • 学会等名
      日本比較免疫学会学術集会
  • [学会発表] コイ栓球のI型インターフェロン産生能2017

    • 著者名/発表者名
      長沢貴宏、杣本智軌、中尾実樹
    • 学会等名
      日本比較免疫学会学術集会
  • [学会発表] コイ補体Properdinアイソタイプの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      黒木将武、吉岡和紀、長沢貴宏、杣本智軌、中尾実樹
    • 学会等名
      日本補体学会学術集会
  • [学会発表] コイ補体C7アイソタイプの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      野口真代、長沢貴宏、杣本智軌、中尾実樹
    • 学会等名
      日本補体学会学術集会
  • [学会発表] Functional diversity of two C7 isotypes in bony fish, a primitive vertebrate model2017

    • 著者名/発表者名
      Nakao M, Noguchi M, Akahoshi S, Nagasawa T, Somamoto T
    • 学会等名
      European Meeting on Complement in Human Disease
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of tecrem, a CD46-like complement regulatory protein, on epithelial cells in the common carp2017

    • 著者名/発表者名
      Prakash H, Motobe S, Nagasawa T, Somamoto T, Nakao M
    • 学会等名
      The JSFS 85th Anniversary-Commemorative International Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] アフィニティーシルクの魚病細菌感染症診断への応用2017

    • 著者名/発表者名
      丸山真平、佐藤充、小島桂、佐藤巧視、長沢貴宏、中尾実樹、杣本智軌
    • 学会等名
      日本魚病学会秋季大会
  • [学会発表] 繊毛虫Icthyophthirius multifiliisに対する魚類CD8+T細胞の傷害機構2017

    • 著者名/発表者名
      助田将樹、長沢貴宏、中尾実樹、杣本智軌
    • 学会等名
      日本魚病学会秋季大会

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公開日: 2018-12-17  

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