ヘムによる液性免疫応答制御の解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21249014
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 五十嵐 和彦 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00250738)
• 研究分担者: 本橋 ほづみ 東北大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (00282351) ; 武藤 哲彦 東北大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (80343292) ; 加藤 恭丈 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (40397914) ; 村山 和隆 東北大学, 大学院・医工学研究科, 准教授 (40400452)
• キーワード: 遺伝子 / 免疫学 / 発生分化 / 蛋白質 / ストレス

研究概要

本研究では、液性免疫応答におけるヘム代謝に焦点をあて、ヘムシグナルによる免疫応答制御という、今まで全く想定されていない研究分野を開拓する。具体的には、液性免疫応答を制御する転写因子群(Bach1およびBach2)がヘム受容体でもあることに着目し、ヘムによるBachの制御機構を明らかにする。さらに、ヘム非応答性Bach1およびBach2をデザインし、これらでノックアウトマウスのレスキュー実験を行い、その液性免疫応答の変化を比較解析する。そして、生体においてヘムが抗体産生や抗体クラススイッチ、さらには自然免疫を調節することを証明する。
本年度は、Bach2とヘムの結合に関する生化学的解析をさらに追加し、論文レベルまでデータの精度をあげると共に、その知見を活用して構築したヘム非結合型Bach2を発現するトランスジェニックマウスを作出することを目指した。大腸菌で発現し、高純度に精製した各種Bach2断片の中でも、DNA結合ドメインの直上のヘム結合領域がドメイン様構造をとることを、タンパク質消化酵素の限定分解やCDスペクトルによりほぼ証明できた。並行して、この領域中の複数のシステイン残基に変異を導入することにより高親和性ヘム結合能はほぼ失われることを確定したので、このcDNAあるいは野生型cDNAをBリンパ球特異的プロモーター(CD19遺伝子由来)に連結した人工的遺伝子を構築した。そして、これら人工遺伝子を有するトランスジェニックマウスを作成した。
来年度は、得られるトランスジェニックマウス(野生型あるいはヘム非結合型Bach2)をBach2ノックアウトマウスと交配し、Bach2ノックアウトマウスにおけるBリンパ球異常がどのように変化するかを調べ、ヘムの液性免疫における機能を探る。
なお、実験結果の一部をまとめ、Blood誌にて論文を発表した。

研究成果

• [雑誌論文] Heme regulates B cell differentiation, antibody class switch, and heme oxygenase-1 expression in B cells as a ligand of Bach2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe-Matsui, M., Muto, A., Matsui, T., Itoh-Nakadai, A., Nakajima, O., Murayama, K., Yamamoto, M., Ikeda-Saito, M., Igarashi, K.
  • 雑誌名: Blood 巻: 117巻 ページ: 5438-5448
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bach2 represses plasma cell gene regulatory network in B cells to promote antibody class switch (2010)
  • 著者名/発表者名: Muto, A., Ochiai, K., Kimura, Y., Itoh-Nakadai, A., Calame, K.L., Ikebe, D., Tashiro, S., Igarashi, K.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 29 ページ: 4048-4061
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of erythroid and lympohoid differentiation by heme-binding transcription factors Bach1 and Bach2 (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Igarashi
  • 学会等名: 日本血液学会シンポジウム
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2010-09-25
• [備考]
  • URL: http://www.med.tohoku.ac.jp/org/medical/05/