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2021 年度 実績報告書

自然免疫受容体を介するPAMPs/DAMPs認識機構と炎症疾患への関与について

研究課題

研究課題/領域番号 20H03468
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

河合 太郎  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50456935)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード自然免疫 / 炎症 / サイトカイン / 細胞死
研究実績の概要

我々が同定したZAIPを欠損するマクロファージ細胞株を用いて炎症抑制機構の解析を行った。RNA-seqによりZAIP KO細胞では、細菌LPS刺激後の IL-6をはじめとする多数の炎症関連遺伝子の発現が顕著に上昇していた。また、Chip-seqにより、ZAIP KO細胞では、H3K4me1が亢進している領域が多数存在してることを確認した。IL-6遺伝子周辺にも亢進領域を複数認めたことから、それぞれの領域を欠損した細胞株を新たに樹立し、IL-6発現誘導を確認したところ、IL-6遺伝子発現が顕著に低下しているクローンを得ることができた。また、ZAIPに結合する分子を質量分析により同定することができた。実際に、細胞内での共局在や結合も確認することができた。さらに、個体レベルでの生理機能を明らかにする上で必要となるマクロファージ特異的にZAIPを欠損するコンディショナルノックアウトマウスの樹立を行った。
また、薬剤刺激により放出され免疫賦活化に関与するDAMPsの同定も行った。今年度、抗腫瘍、抗ウイルス効果を持つことが知られているイミキモドにより癌細胞株を含めた様々な細胞がDAMPs放出を伴う細胞死が誘導されることを見出した。さらに、この細胞死がCaspase-1依存的なパイロトーシスと呼ばれる細胞死であることを見出した。現在、パイロトーシスに伴う放出されるDAMPsの同定を試みている。

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

ZAIP欠損細胞の解析から、ZAIPがIL-6遺伝子を含む炎症関連遺伝子の発現抑制に関与していることを見出した。また、ZAIPはエピジェネティック制御を通してこれら遺伝子の発現を調節している可能性が見いだされた。さらに、ZAIPと結合するタンパク質の同定を行った。この分子はZAIPとともに核内に局在し、ヒストン修飾に関連する複合体の構成因子の一つであった。さらに、ZAIPを欠損するマウスの樹立を行い、個体レベルでのZAIPの役割について解析できる環境を整えることができた。一方、がん細胞に細胞死とDAMPs放出を誘導する薬剤としてイミキモドの同定を行い、この細胞死がCaspase-1依存的なパイロトーシスであることも見出した。現在、免疫賦活化に関与するDAMPsの同定を目指しスクリーニングを行っている。

今後の研究の推進方策

野生型細胞とZAIP欠損細胞においてヒストン修飾に違いが認められる領域をChip-Seqにより明らかにする。特にIL-6やその他炎症関連遺伝子周辺における違いを明らかにする。違いを認めた領域をCRSPR/Cas9で欠損させることにより、該当領域の遺伝子発現における重要性を明らかにしていく。また、既に同定したZAIPと結合するタンパク質の機能解析をノックダウンやノックアウト細胞を用いて行っていく。また、ZAIPノックアウトマウスに関しては解析に必要な個体数が得られた後、LPS投与によるIL-6産生や敗血症の検討、IL-6が関与する関節リウマチや多発性硬化症、肝障害のモデル系を適用することで、これら疾患発症における関与を明らかにしていく。一方で、イミキモドにより誘導されるDAMPsの同定を行うため、イミキモド処理した細胞上清からDNA、RNA、タンパク質を分離し、どの画分に炎症誘導活性が含まれるか検討を行う。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Penaeus monodon Interferon Regulatory Factor (PmIRF) Activates IFNs and Antimicrobial Peptide Expression via a STING-Dependent DNA Sensing Pathway2022

    • 著者名/発表者名
      Soponpong Suthinee、Amparyup Piti、Kawai Taro、Tassanakajon Anchalee
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 12 ページ: 818267

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.818267

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulation of Il6 expression by single CpG methylation in downstream of Il6 transcription initiation site2022

    • 著者名/発表者名
      Lian Benedict Shi Xiang、Kawasaki Takumi、Kano Norisuke、Ori Daisuke、Ikegawa Moe、Isotani Ayako、Kawai Taro
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 ページ: 104118~104118

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104118

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploration of Pattern Recognition Receptor Agonists as Candidate Adjuvants2021

    • 著者名/発表者名
      Ong Guang Han、Lian Benedict Shi Xiang、Kawasaki Takumi、Kawai Taro
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fcimb.2021.745016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Meta-analysis of single-cell RNA-seq data reveals phenotypic switching of immune cells in severe COVID-19 patients2021

    • 著者名/発表者名
      Hasan Md Zobaer、Islam Syful、Matsumoto Kenichi、Kawai Taro
    • 雑誌名

      Computers in Biology and Medicine

      巻: 137 ページ: 104792~104792

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2021.104792

    • 査読あり
  • [学会発表] Alveolar macrophages instruct CD103+CD8+ TRM cells formation via antigen cross-presentation2021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kawasaki, Moe Ikegawa, Taro Kawai
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology
  • [学会発表] Identification and functional analysis of nucleic acid-binding proteins (NBPs) involved in innate immune response2021

    • 著者名/発表者名
      Kengo Sawamura, Daisuke Ori, Taro Kawai
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology
  • [学会発表] Identification of TXP as a molecule involved in antigen cross-presentation2021

    • 著者名/発表者名
      Moe Ikegawa, Takumi Kawasaki, Taro Kawai
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology
  • [学会発表] 1′-acetoxychavicol acetate inhibits NLRP3-dependent inflammasome activation via mitochondrial ROS suppression2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Ori, Sophia Ping Meow Sok, Takumi Kawasaki, Masatoshi Momota, Taro Kawai
    • 学会等名
      The 50th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology
  • [図書] 実験医学2022

    • 著者名/発表者名
      織大祐、河合太郎
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] 呼吸器内科2021

    • 著者名/発表者名
      百田匡寿、河合太郎
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      科学評論社
  • [図書] Thrombosis medicine2021

    • 著者名/発表者名
      百田匡寿、河合太郎
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      先端医学社

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公開日: 2022-12-28  

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