免疫反応における小胞体ストレス応答の機能的意義の解明

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K23848
• 研究機関: 和歌山県立医科大学
• 研究代表者: 折茂 貴是 和歌山県立医科大学, 医学部, 特別研究員 (80843036)
• 研究期間 (年度): 2019-08-30 – 2021-03-31
• キーワード: 小胞体ストレス / コレラ毒素 / 免疫アジュバント / マクロファージ

研究実績の概要

コレラ毒素(Cholera toxin : CT)は免疫アジュバントとして免疫グロブリンや炎症性サイトカインの産生を誘導することが知られているが、その分子機序は不明な部分が多い。我々はこれまでに、CTの構成分子であるコレラ毒素Bサブユニット(CTB)がマウス腹腔マクロファージに作用し、リポ多糖(Lipopolysaccharide : LPS)と協調して炎症性サイトカインInterleukin-1β(IL-1β)の産生を誘導することを明らかにした(Int Immunol, 2019)。このCTBによる免疫アジュバント作用の分子基盤を解明する過程で、CTBが小胞体ストレス応答を誘導するという知見を得た。小胞体ストレス応答は、異常なタンパク質の蓄積を小胞体ストレスセンサーにより感知し、異常なタンパク質の修復や分解除去を行うタンパク質の品質管理機構である。しかし、IL-1β産生誘導に小胞体ストレス応答がどのように関与しているのかはよくわかっていない。本研究ではCTBによるIL-1β産生誘導における小胞体ストレス応答の機能的意義の解明を試みた。
初年度では、CTBによる小胞体ストレス応答に、CTBの細胞内侵入が必要かどうかを検討した。CTBの細胞内侵入には、細胞膜上の糖脂質ガングリオシドGM1との結合が必要である。GM1欠損マウス由来の腹腔マクロファージでは、CTBによる小胞体ストレス応答が顕著に障害されていた。このことから、CTBによる小胞体ストレス応答に、GM1を介したCTBの細胞内侵入が必要であることが明らかになった。また小胞体ストレスセンサーの阻害剤を用いた検討から、小胞体ストレスセンサーIRE1αがLPSとCTBによるIL-1β産生誘導に関与することが明らかになった。

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

概ね順調に進んでいる。初年度ではCTBによる小胞体ストレス応答がGM1依存的かどうか、どの小胞体ストレスセンサーがLPSとCTBによるIL-1β産生誘導に関与するかを明らかにすることを目指していた。当初の計画通り、CTBによる小胞体ストレス応答GM1依存性であること、小胞体ストレスセンサーIRE1αがIL-1β産生誘導に関与することを示唆する知見が得られたので、概ね順調に進んでいると考えられる。

今後の研究の推進方策

最終年度では、小胞体ストレス応答センサーIRE1αとその下流にある遺伝子について、阻害剤、siRNA、遺伝子欠損マウスなどを用いた検討を行う予定である。また薬剤誘導IRE1α発現細胞株を用いてIRE1αとCTが相互作用するかどうか等を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Cholera toxin B induces interleukin-1β production from resident peritoneal macrophages through the pyrin inflammasome as well as the NLRP3 inflammasome (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Orimo, I. Sasaki, H. Hemmi, T. Ozasa, Y. Fukuda-Ohta, T. Ohta, M. Morinaka, M. Kitauchi, T. Yamaguchi, Y. Sato, T. Tanaka, K. Hoshino, K. I. Katayama, S. Fukuda, K. Miyake, M. Yamamoto, T. Satoh, K. Furukawa, E. Kuroda, K. J. Ishii, K. Takeda, T. Kaisho.
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 31 ページ: 657～668
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] コレラ毒素Bサブユニットは細胞内病原体センサーNLRP3とPyrinを介して炎症性サイトカインIL-1βの産生を誘導する (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐々木泉、折茂貴是、邊見弘明、古川鋼一、改正恒康
  • 学会等名: 第29回 日本樹状細胞研究会
• [学会発表] コレラ毒素Bサブユニットによる炎症性サイトカインIL-1β産生誘導機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐々木泉、折茂貴是、邊見弘明、土屋慧馬、井上正一、熊谷直光、古川鋼一、改正恒康
  • 学会等名: 第26回 日本免疫毒性学会学術年会
• [学会発表] Lig4遺伝子改変マウスを用いた腸管免疫寛容破綻の病態解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村志宣、山下友佑、折茂貴是、大田（福田）有里、小笹俊哉、中嶋一貴、金澤伸雄、邊見弘明、大島孝一、改正恒康、園木孝志
  • 学会等名: 第47回 日本臨床免疫学会総会
• [学会発表] Roles of endoplasmic reticulum stress in cholera toxinB-induced interleukine-1β production from resident peritoneal macrophages. (2019)
  • 著者名/発表者名: I. Sasaki, S. Morita, D. Okuzaki, T. Orimo, H. Hemmi, K. Furukawa, T. Kaisho.
  • 学会等名: 第48回 日本免疫学会学術集会
• [学会発表] Cholera toxin B can induce interleukine-1beta production from resident peritoneal macrophages in synergy with lipopolysaccharides. (2019)
  • 著者名/発表者名: I. Sasaki, T. Orimo, H. Hemmi, K. Furukawa, T. Kaisho.
  • 学会等名: 第18回 あわじ感染と免疫国際フォーラム (The 18th Awaji International Forum on Infection and Immunity)
  • 国際学会
• [学会発表] Impaired development of myeloid cells in mice carrying a patient-derived proteasome subunit mutation. (2019)
  • 著者名/発表者名: 邊見弘明、折茂貴是、佐々木泉、加藤喬、大田(福田)有里、金城紀子、濱田聡、木下晃、吉浦孝一郎、大西秀典、金澤伸雄、改正恒康
  • 学会等名: 第3回日本免疫不全・自己炎症学会総会・学術集会