| 研究課題/領域番号 |
20K07542
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
小島 直也 東海大学, 工学部, 教授 (30183338)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | Liposome / Intact cell wall / mononuclear phagocyte / IL-12 / phagocytosis / actin / lactobacilli |
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| 研究実績の概要 |
糖鎖被覆リポソームによるTh1免疫誘導にはリポソームの粒子径が500 nm以上であることが必要であるということを明らかにした。この知見から糖鎖で覆われた粒子のモデルとしてグラム陽性菌の細胞壁に着目した。幾つかの乳酸菌（L. plantarum, L. rhamunosus, L. gasseri, L. ferumentum）から細菌の形状を保ったままの細胞壁（Intact Cell Wall; ICW）を物理的な破砕操作なしで調整し、それらICWのマクロファージ活性化能をIL-12の産生を指標として評価したところ、細胞壁テイコ酸（WTA）をもつL. plantarumのICWだけがIL-12の産生誘導能を持っていた。L. plantarumのICWに対して様々な化学的に処理することで、WTAのみを持つICW, WTA以外の多糖のみをもつICW、どちらのポリマーも持たないICWを作成して活性化能を検討したところ、ICW上のWTAの存在がIL-12の産生誘導に必須であることが確認された。
ICW上のWTAはマクロファージへの素早い取り込みにも必須であったため、次にサイトカラシンによってアクチン重合を阻害したところ、ICWの取り込みとIL-12の産生能がほぼ完全に阻害された。またICWを物理的に破砕し細菌の形状を壊した細胞壁（Disrupted Cell Wall; DCW）ではIL-12の産生誘導能は完全に失われた。しかしながら、ICWによるIL-12の産生誘導はDCWによって濃度依存的に阻害されたことから、ICWとDCWは同じ受容体によって認識されると考えられた。
以上のことから、粒子径が大きく特定の糖鎖を表面に提示した粒子をアクチン依存的に取り込むこと（phagocytosis）が、単核貪食細胞からのIL-12の産生には必要であると推察された。
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| 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
３年計画の本研究において、１年目に糖鎖被覆リポソームによる細胞性免疫誘導とリポソームの粒子径との関連性を明らかにし、２年目には糖鎖で覆われた粒子としてICWによる単核貪食細胞の活性化について検討する計画を立案した。
計画どおり、１年目において糖鎖被覆リポソームによる細胞性免疫誘導には500 nm以上の粒子径が必須であることを明らかにし、単核貪食細胞によるphagocytosisの必要性を指摘した。
２年目では計画どおり乳酸菌のICWを用いた研究を遂行し、WTAをもつ乳酸菌のICWが単核貪食細胞を活性化すること、活性化には乳酸菌としての形状（大きさ）と粒子上に提示されたWTAが必要なこと、さらにはICWを粒子として認識・取り込むことによって惹起されるアクチン重合が必要であることを明らかにすることができた。
以上のことは、「糖鎖依存的貪食による単核貪食細胞の活性化」という仮説を証明するための重要な事例になると考えられる
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はなぜ粒子として認識することが単核貪食細胞の必要なのかという根源的な問題の解決に取り組みたい。前述したように、破砕された細胞壁はテイコ酸依存的に細胞に認識され取り込まれるが、アクチン重合の惹起もIL-12の産生も誘導しない。すなわち粒子として認識することが、単核貪食細胞が活性化する上で重要な意味をもつ。このことから、アクチンの動態を明らかにする必要がある。またアクチンの再構成に関わる分子の阻害剤などを用いることにより、アクチン重合と細胞内情報伝達分子との関連性についても検討する。
貪食細胞への粒子の取り込みによる活性化について、一般的にphagocytosisにより粒子が取り込まれ、その後粒子がファゴソームで分解され遊離する病原体関連分子パターンをパターン認識分子が細胞内で認識することで活性化が起こると理解されている。この場合、phagocytosisという現象が必須である。しかし、予備的な結果は、phagocytosisそのものは必須ではなく、粒子として認識することによって惹起されるアクチンの再構成が必要であることを示している。そこで、最終年度はこの点を重点的に検討して行くことにする。本研究で得られてた成果は、特に抗原提示細胞としての単核貪食細胞の活性化機構に新たな一石を投じることになると期待している
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予算執行期限までに発注できなかった物品があったため
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