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2018 年度 実施状況報告書

生理活性脂質による自然免疫機構を介した炎症応答の制御機序解明

研究課題

研究課題/領域番号 18KK0229
研究機関大阪大学

研究代表者

齊藤 達哉  大阪大学, 薬学研究科, 教授 (60456936)

研究分担者 小迫 英尊  徳島大学, 先端酵素学研究所(オープンイノベ), 教授 (10291171)
乙田 敏城  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任助教 (60719946)
研究期間 (年度) 2018-10-09 – 2021-03-31
キーワード免疫 / 炎症 / 生理活性脂質 / 細菌感染
研究実績の概要

リポ多糖に応じて活性化する自然免疫機構であるNon-canonicalインフラマソームを介した炎症応答は、細菌を排除する役割を果たす一方で、過度に誘導されてエンドトキシンショックを引き起こす負の側面も有している。本研究では以下(1-2)の解析を行い、当該機構について分子から生体に至る幅広い観点から理解を深め、当該機構を標的とする治療法の開発に資する基盤的研究を推進する。(1)生理活性脂質がNon-canonicalインフラマソームを抑制する機序を分子レベルで解明する。続いて、(2)当該脂質の産生に関わる刺激・細胞を同定し、生体レベルにおいて炎症応答を抑制する機序を解明する。研究代表者は分子が駆動する細胞応答の解析を、そして海外共同研究者は細胞が織り成す生体応答の解析を主に担当する。H30年度は(1)に関する研究を集中して推進し、Non-canonicalインフラマソームの活性化を抑制する生理活性脂質として同定した15d-PGJ2について、ビオチン修飾された15d-PGJ2を用いてマウスマクロファージの細胞溶解液から結合因子を精製し、質量分析により同定した。また、マウスマクロファージの細胞溶解液中において、同定した因子とビオチン15d-PGJ2が結合することをウエスタンブロッティングにより再確認した。さらに、一部の因子については、リコンビナントタンパク質とビオチン15d-PGJ2を用いて、両者が直接的に結合することを確認した。一連の解析により、次年度以降に解析対象とする15d-PGJ2の標的因子候補を選出した。

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

当初の計画通り、15d-PGJ2と結合する因子を包括的に同定することに成功した。結合因子の中には、Non-canonicalインフラマソームの活性化に関わることが報告されている因子も複数含まれていた。

今後の研究の推進方策

【プロジェクト(1):生理活性脂質によるNon-canonicalインフラマソームの抑制機序の解明】生理活性脂質15d-PGJ2が、どのような分子に作用し、どのような機序でNon-canonicalインフラマソームを抑制するのかを解明する。(A) biotin-15d-PGJ2結合因子のデータを基に、15d-PGJ2が作用する因子を探索する。J774マウスマクロファージ株において標的候補因子をCas9/CRISPR技術により欠損させて、IL-1放出などを指標にNon-canonicalインフラマソーム制御への関与を検証し 、真の標的因子を決定する。(B) 15d-PGJ2標的因子が、Caspase-11、GSDMDなどのNon-canonicalインフラマソーム活性化に関わる因子と結合するか否かを検証する。本プロジェクトは、研究代表者、研究分担者を中心とする日本の研究者が行う。
【プロジェクト(2):Non-canonicalインフラマソームを抑制する生理活性脂質の産生機序の解明】15d-PGJ2の産生に関わる刺激・細胞を同定し、生体レベルにおいて炎症応答を抑制する機序を解明する。C57BL/6マウスの腹腔、血液、肝臓などの臓器から血球系細胞を回収し、細胞集団ごとに振り分ける。LPSに加えて、LPSによって上昇するサイトカインや 抗原受容体刺激抗体などを細胞集団の性質に合わせて用いて、どの細胞集団が、どのような刺激に応じて15d-PGJ2を産生するのかを解明する。本プロジェクトを推進するため、H31年度に研究代表者と研究協力者が、海外共同研究者である王静博士の研究室(上海交通大学)を訪問する。免疫細胞集団の単離や可視化について共同研究を行い、さらに実験手技を会得する。

次年度使用額が生じた理由

【次年度使用額が生じた理由】biotin-15d-PGJ2に結合する因子を精製し、質量分析により同定する実験は、実験条件の最適化のために複数回行う見込みであった。しかしながら、一度目の実験でNon-canonicalインフラマソームの活性化に関わるとされる因子が複数ヒットし、信頼性の高い結果が得られたため、当該同定実験にかかる費用が当初予定よりも少なくなった。
【次年度使用計画】15d-PGJ2に結合するものとして同定した因子はファミリーを形成し、複数の因子が相補的に働きながらNon-canonicalインフラマソームの活性化に関わると考えられている。当初予定では15d-PGJ2の標的因子は1つとして解析費用を見積もっていたため、複数の因子を解析するためには当初予定を超える解析費用が必要となる。次年度に持ち越した研究費は当該解析の費用に充当する。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Victoria(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Victoria
  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海交通大学
  • [雑誌論文] Autophagy Regulation of Metabolism Is Required for CD8+ T Cell Anti-tumor Immunity2019

    • 著者名/発表者名
      DeVorkin Lindsay、Pavey Nils、Carleton Gillian、Comber Alexandra、Ho Cally、Lim Junghyun、McNamara Erin、Huang Haochu、Kim Paul、Zacharias Lauren G.、Mizushima Noboru、Saitoh Tatsuya、Akira Shizuo、Beckham Wayne、Lorzadeh Alireza、Moksa Michelle、Cao Qi、Murthy Aditya、Hirst Martin、DeBerardinis Ralph J.、Lum Julian J.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 27 ページ: 502~513.e5

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.037

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phosphorylation-mediated activation of mouse Xkr8 scramblase for phosphatidylserine exposure2019

    • 著者名/発表者名
      Sakuragi Takaharu、Kosako Hidetaka、Nagata Shigekazu
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 2907~2912

    • DOI

      10.1073/pnas.1820499116

  • [雑誌論文] Phosphoproteomic identification and functional characterization of protein kinase substrates by 2D-DIGE and Phos-tag PAGE2019

    • 著者名/発表者名
      Motani Kou、Kosako Hidetaka
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 1867 ページ: 57~61

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2018.06.002

  • [雑誌論文] Beclin 1 regulates recycling endosome and is required for skin development in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Noguchi Saori、Honda Shinya、Saitoh Tatsuya、Matsumura Hiroyuki、Nishimura Emi、Akira Shizuo、Shimizu Shigeomi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 ページ: 37

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0279-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Uric Acid-Induced Enhancements of Kv1.5 Protein Expression and Channel Activity via the Akt-HSF1-Hsp70 Pathway in HL-1 Atrial Myocytes2019

    • 著者名/発表者名
      Taufiq Fikri、Maharani Nani、Li Peili、Kurata Yasutaka、Ikeda Nobuhito、Kuwabara Masanari、Otani Naoyuki、Miake Junichiro、Hasegawa Akira、Tsuneto Motokazu、Shirayoshi Yasuaki、Ninomiya Haruaki、Saitoh Tatsuya、Nakai Akira、Yamamoto Kazuhiro、Hisatome Ichiro
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 83 ページ: 718~726

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-18-1088

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] cGASを介した自然免疫応答の制御機序2018

    • 著者名/発表者名
      髙濵充寛, 齊藤達哉
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 90 ページ: 801~803

  • [雑誌論文] オルガネラコミュニケーションと自然免疫2018

    • 著者名/発表者名
      三澤拓馬, 齊藤達哉
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 69 ページ: 564~567

  • [雑誌論文] 最新文献紹介- 痛風の予防・治療への応用が期待されるcaffeic acid phenethyl ester (CAPE) はASCとの結合を介してNLRP3インフラマソームの活性化を抑制する -2018

    • 著者名/発表者名
      印東厚, 齊藤達哉
    • 雑誌名

      高尿酸血症と痛風

      巻: 26 ページ: 87

  • [雑誌論文] NLRを介した自然免疫応答2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 265 ページ: 1122~1126

  • [学会発表] 自然免疫応答と炎症性疾患発症のメカニズム:食との関係2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      第43回健康食品セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 微粒子による健康被害に対する治療薬・予防薬の開発2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      創薬シーズ事業化コンペティション
    • 招待講演
  • [学会発表] オルガネラ連携が仲介する自然免疫応答の制御2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      第92回日本薬理学会年会
  • [学会発表] 微粒子が誘導する自然免疫応答の理解と化合物による制御2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然免疫機構を介した炎症応答の理解と制御ーオミクス研究の観点から―2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      第27回千葉大学大学院薬学研究院 薬友会生涯教育セミナー・宮木高明記念講演会 -創薬と医療薬学の新潮流―
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然免疫研究におけるオミクスの有用性2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      第2回質量分析インフォマティクス・ハッカソン・シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗ウイルス応答における自然免疫機構の役割の解明2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤達哉
    • 学会等名
      第1291回京都大学ウイルス・再生医科学研究セミナー/ウイルス感染症・生命科学先端融合的共同研究拠点セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding and controlling organelle-mediated innate immune responses2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Saitoh
    • 学会等名
      15th conference of the Asian Society of Mitochondrial Research and Medicine
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院薬学研究科生体応答制御学分野

    • URL

      http://saitohtatsuya.wixsite.com/saitohlab

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公開日: 2019-12-27  

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