自然免疫・炎症応答を制御する脱ユビキチン化酵素マップの構築

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22541
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 徳永 文稔 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (00212069)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• キーワード: 酵素 / タンパク質 / 細胞 / シグナル伝達 / ユビキチン / 炎症 / 細胞死

研究実績の概要

ユビキチンは多彩な細胞機能制御に関わるが、その合成酵素群の研究に対して、ユビキチン鎖の切断・編集を司る脱ユビキチン化酵素(DUB)の解析は遅れている。ヒト細胞には、約100種のDUBが存在し、それぞれ時空間・ユビキチン連結特異的に機能すると考えられている。そこで、我々は触媒活性を持つ88種のヒトDUB cDNAを独創的に調整し、過剰発現に伴うgain-of-functionスクリーニングを行うことで、重要な細胞機能である炎症・自然免疫シグナル制御や細胞死制御に関わるDUBの網羅的かつ定量的な解析を行った。その結果、これまで古典的NF-κBシグナル制御に関わることが示されていたCYLD、A20、OTULINよりも強力な抑制能を持つ新規DUBとしてOTUD6A、OTUD2、OTUD1というOTUシステインプロテアーゼ型DUBを同定した。これらのうちでOTUD1が最も強力なNF-κB抑制能を持つ。OTUD1のノックアウト(KO)細胞では炎症性サイトカイン刺激に伴うNF-κB活性化や病原体関連分子パターンによるI型インターフェロン産生経路の活性化が亢進した。また、マウス胎児性線維芽細胞(MEF)において、TNF-αによって誘導されるアポトーシスやネクロプトーシスもOtud1-KO MEFで亢進した。個体レベルでもOtud1-KOマウスはLPSやLPS+ガラクトサミンによって惹起される炎症に脆弱になることが明らかになった。これらの結果から、我々の新規スクリーニングによって同定されたDUB(OTUD1)が炎症・自然免疫シグナルや細胞死という非タンパク質分解系の重要な制御因子であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Th2 cell-derived histamine is involved in nasal Th2 infiltration in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Naruhito、Terawaki Seigo、Shimizu Kouhei、Oikawa Daisuke、Sakamoto Hirokazu、Sunami Kishiko、Tokunaga Fuminori
  • 雑誌名: Inflammation Research 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1007/s00011-021-01458-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Th2 cells and macrophages cooperatively induce allergic inflammation through histamine signaling (2021)
  • 著者名/発表者名: Iwasaki Naruhito、Terawaki Seigo、Shimizu Kouhei、Oikawa Daisuke、Sakamoto Hirokazu、Sunami Kishiko、Tokunaga Fuminori
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0248158
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0248158
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crosstalk Between NDP52 and LUBAC in Innate Immune Responses, Cell Death, and Xenophagy (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyashita Hirohisa、Oikawa Daisuke、Terawaki Seigo、Kabata Daijiro、Shintani Ayumi、Tokunaga Fuminori
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 12 ページ: 635475
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.635475
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 6His‐tagged Recombinant Human Cytoglobin Deactivates Hepatic Stellate Cells and Inhibits Liver Fibrosis by Scavenging Reactive Oxygen Species (2021)
  • 著者名/発表者名: Dat NQ, Thuy LTT, Hieu VN, Hai H, Hoang DV, Thi Thanh Hai N, Thuy TTV, Komiya T, Rombouts K, Dong MP, Hanh NV, Hoang TH, Sato-Matsubara M, Daikoku A, Kadono C, Oikawa D, Yoshizato K, Tokunaga F, Pinzani M, Kawada N.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1002/hep.31752
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] MIND bomb 2 prevents RIPK1 kinase activity-dependent and -independent apoptosis through ubiquitylation of cFLIPL (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi Osamu、Takahashi Hirotaka、Moriwaki Kenta、Komazawa-Sakon Sachiko、Ohtake Fumiaki、Murai Shin、Tsuchiya Yuichi、Koyahara Yuki、Saeki Yasushi、Yoshida Yukiko、Yamazaki Soh、Tokunaga Fuminori、Sawasaki Tatsuya、Nakano Hiroyasu
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 ページ: 80
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01603-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The synchronized gene expression of retrotransposons and type I interferon in dermatomyositis (2021)
  • 著者名/発表者名: Kuriyama Yuko、Shimizu Akira、Kanai Saki、Oikawa Daisuke、Tokunaga Fuminori、Tsukagoshi Hiroyuki、Ishikawa Osamu
  • 雑誌名: Journal of the American Academy of Dermatology 巻: 84 ページ: 1103～1105
  • DOI: 10.1016/j.jaad.2020.05.051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cellular and Mathematical Analyses of LUBAC Involvement in T Cell Receptor-Mediated NF-κB Activation Pathway (2020)
  • 著者名/発表者名: Oikawa Daisuke、Hatanaka Naoya、Suzuki Takashi、Tokunaga Fuminori
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 11 ページ: 601926
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.601926
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Human DUB Protein Array for Clarification of Linkage Specificity of Polyubiquitin Chain and Application to Evaluation of Its Inhibitors (2020)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Hirotaka、Yamanaka Satoshi、Kuwada Shohei、Higaki Kana、Kido Kohki、Sato Yusuke、Fukai Shuya、Tokunaga Fuminori、Sawasaki Tatsuya
  • 雑誌名: Biomedicines 巻: 8 ページ: 152～152
  • DOI: 10.3390/biomedicines8060152
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Linear Ubiquitin Code: Its Writer, Erasers, Decoders, Inhibitors, and Implications in Disorders (2020)
  • 著者名/発表者名: Oikawa Daisuke、Sato Yusuke、Ito Hidefumi、Tokunaga Fuminori
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 ページ: 3381～3381
  • DOI: 10.3390/ijms21093381
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular bases for HOIPINs-mediated inhibition of LUBAC and innate immune responses (2020)
  • 著者名/発表者名: Oikawa Daisuke、Sato Yusuke、Ohtake Fumiaki、Komakura Keidai、Hanada Kazuki、Sugawara Koji、Terawaki Seigo、Mizukami Yukari、Phuong Hoang T.、Iio Kiyosei、Obika Shingo、Fukushi Masaya、Irie Takashi、Tsuruta Daisuke、Sakamoto Shinji、Tanaka Keiji、Saeki Yasushi、Fukai Shuya、Tokunaga Fuminori
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 3 ページ: 163
  • DOI: 10.1038/s42003-020-0882-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 大阪市立大学医学部1年生に対する臨床遺伝教育の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 馬場遥香, 浄弘裕紀子, 堀田純子, 徳永文稔, 瀬戸俊之
  • 学会等名: 第44回日本遺伝カウンセリング学会学術集会
• [学会発表] NDP52のユビキチン結合性を介した炎症応答・細胞死制御とLUBAC阻害剤の影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮下裕久, 及川大輔, 寺脇正剛, 徳永文稔
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] 非定型型直鎖状ユビキチン鎖を足場とするNF-κB活性化の細胞機能と数理モデル (2020)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔, 及川大輔, 畑中尚也, 鈴木貴
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトDUBアレイ技術を用いたUSP特異的阻害剤の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏隆, 山中聡士, 桑田翔平, 檜垣佳奈, 佐藤裕介, 深井周也, 徳永文稔, 澤崎達也
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] HOIPINsによるLUBAC活性抑制と自然免疫応答制御の分子基盤 (2020)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔, 徳永文稔
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] cFLIPのユビキチン化による新たなアポトーシス抑制機構の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中林修, 高橋宏隆, 村井晋, 大竹史明, 駒澤幸子, 土屋勇一, 佐伯泰, 吉田雪子, 山崎創, 徳永文稔, 森脇健太, 澤崎達也, 中野裕康
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
• [学会発表] Mathematical Model of Linear Ubiquitination-mediated NF-κB Activation Pathway (2020)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga F, Oikawa D, Hatanaka N, Suzuki T
  • 学会等名: JSPS Core-to-Core Program “Establishing International Research Network of Mathematical Oncology”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] コムギ無細胞系を用いた直鎖状ユビキチン鎖の新規デコーダー分子の網羅的探索と機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏隆, 長尾和哉, 岩崎誠, 佐藤裕介, 及川大輔, 徳永文稔, 澤崎達也
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 非定型型直鎖状ユビキチン鎖を足場とした炎症シグナル発信とプロテイノパチー (2020)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔, 伊東秀文, 及川大輔
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [備考] 大阪市立大学大学院医学研究科分子病態学
  • URL: http://osaka-cu-1seika.umin.jp