新規結核菌受容体を介した免疫応答活性化機構の解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16J06299
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 豊永 憲司 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• キーワード: C型レクチン / 結核菌 / 糖脂質 / 感染免疫

研究実績の概要

新規結核菌受容体として機能未知のC型レクチンDCAR（dendritic cell immunoactivating receptor）を同定し、これまでに、DCARが他のファミリー分子と異なり、単球由来の炎症性細胞に限局して発現していること、結核菌特有の脂質成分PIM（phosphatidyl-inositol mannoside）を認識することを見出した。
結核菌感染におけるDCARの機能を明らかにするため、Mycobacterium bovis BCGを用いて、感染実験を行った。結核菌に感染すると、感染局所へ炎症性単球が浸潤してくることが知られており、これは結核菌に対する初期免疫応答の一つと考えられているが、DCAR欠損マウスでは、野生型マウスで見られた炎症性単球の組織内浸潤が減少していた。浸潤してくる炎症性単球は、ケモカインMCP-1の受容体であるCCR2を発現していることから、感染に伴う局所でのMCP-1産生によって集積してくると考えられているが、DCAR欠損マウスでは、組織内のMCP-1レベルも低下していた。また、結核菌に対する感染防御には、CD4陽性T細胞からのIFNγ産生を主体とするTh1応答が特に重要であることから、感染マウス組織内のIFNγ産生や、その誘導に重要なIL-12の産生を解析したところ、野生型マウスでは、両方のサイトカインの上昇が認められたが、DCAR欠損マウスでは、これらの上昇が部分的に抑制されていた。所属リンパ節細胞を採取し、PPD（purified protein derivative）で再刺激した場合の抗原特異的なIFNγ産生もDCAR欠損マウスでは減少していた。さらに、組織内菌数もDCAR欠損マウスで上昇傾向にあった。これらの解析から、結核菌感染に対するTh1応答を介した宿主防御にDCARが寄与していることが明らかとなった。

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

本研究の目的の一つは、新たに同定した結核菌受容体DCARの感染における機能を明らかにすることである。DCAR欠損マウスを用いたMycobacterium bovis BCG感染実験を行い、DCARがTh1応答を介した宿主防御に寄与していることを見出したことから、研究はおおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

休眠性結核菌は、細胞壁脂質成分が活動性結核菌のそれと大きく異なることが報告されているため、活動性結核菌および休眠菌の細胞壁に存在するPIMや他のC型レクチンのリガンドとなる脂質の変化を比較、解析する。また、PIMは獲得免疫応答を増強する免疫賦活剤としても注目されており、さまざまな類似体が合成され、その活性が研究されている。そこでまず、骨髄由来樹状細胞やマクロファージをPIMで刺激し、in vitroでの活性化能を検討する。活性化の指標として、培養上清中の炎症性/抑制性サイトカインやケモカインの 量をELISA法で測定すると共に、フローサイトメーターを用いて、細胞表面の活性化マーカーの発現上昇を解析する。
これらの解析に加え、高病原性結核菌の病原因子とされる糖脂質PGL（phenolic glycolipid）の受容体を同定したため、その機能解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] C型レクチン受容体DCARは結核菌のもつホスファチジルイノシトールマンノシドを認識して免疫応答を活性化する (2017)
  • 著者名/発表者名: 豊永憲司、山﨑晶
  • 雑誌名: ライフサイエンス新着論文レビュー 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.7875/first.author.2017.001
  • オープンアクセス
• [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, J. M., Morita, Y. S., 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., and Yamasaki, S.
  • 雑誌名: Immunity 巻: 45 ページ: 1245-57
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2016.10.012
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ITAM/ITIM共役受容体によるパターン認識と自然免疫応答 (2016)
  • 著者名/発表者名: 豊永憲司、飯笹英一、原博満
  • 雑誌名: 臨床免疫・アレルギー科 巻: 66 ページ: 274-282
• [学会発表] Identification of novel activating receptor for mycobacteria (2017)
  • 著者名/発表者名: 豊永憲司、原博満、山﨑晶
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] The C-type lectin DCAR is an activating receptor for mycobacterial phosphatidyl-inositol mannoside (2017)
  • 著者名/発表者名: Toyonaga, K., Hiromitsu, H., Yamasaki, S.
  • 学会等名: U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP) 19th International Conference on Emerging Infectious Diseases
  • 発表場所: Seoul（Republic of Korea）
  • 年月日: 2017-02-07 – 2017-02-10
  • 国際学会
• [学会発表] Recognition of mycobacterial lipid by dendritic cell immunoactivating receptor (2016)
  • 著者名/発表者名: Toyonaga, K., Torigoe, S., Motomura, Y., Kamichi, T., Noguchi, N., Chuma, Y., Kiyohara, H., Matsuo, K., Yoshikai, Y., Yano, I., Miyamoto, T., and Yamasaki, S.
  • 学会等名: 第45回日本免疫学会学術集会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-12-05 – 2016-12-07
• [学会発表] 結核菌を認識する新規活性化受容体の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 豊永憲司、原博満、山﨑晶
  • 学会等名: 第1回抗酸菌研究会
  • 発表場所: 琉球大学50周年記念館（沖縄県中頭郡）
  • 年月日: 2016-09-29 – 2016-09-30