分子進化から予測される新規インターフェロン誘導経路

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24659214
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 瀬谷 司 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10301805)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 自然免疫 / パターン認識レセプター / インターフェロン

研究概要

生物に普遍的なRNA認識機構として、Dicer-siRNA系、自然免疫のパターン認識系がある。これらの機構は従来の獲得免疫系とは独立に種を越えて抗ウイルスの防御に働く。自然免疫系のパターン認識系はtype I interferon (IFN) の産生に連結し、強力な免疫応答を誘起する。しかし、ウイルス感染はこれらの防御系を越えて成立し続ける。本研究ではヒトで失われたウイルス検知系と応答系を下等動物の系で同定し、新興感染の対策に資することを目指す。
サカナの自然免疫ゲノム情報から,ユニークなウイルスdsRNA認識機構（TLRとRIG-I系）とtype I インターフェロン(IFN)誘導系の起源を探索する。TLR3とTLR22 についてヤツメウナギ（無顎類）、ナメクジウオ（脊索動物）、無脊椎動物（ウニ）のゲノム情報から構造的orthologs をcDNAクローニングした。ヤツメウナギTLR3, TLR22はメダカ細胞に発現させるとpolyI:C刺激でサカナIFNを誘導した。これに対し、ウニTLR3 orthologは同様の系でIFNを誘導しなかった。ウニTLR22のorthologは同定できなかった。
サカナIg-TIR（TIRをもつが細胞外ドメインはIgドメイン）がIFN誘導に関与するかをヒト細胞（HEK293）で検討したが、ヒト細胞でIFN誘導が確認できなかった。メダカ細胞には本系のIFN誘導経路が備わっていない可能性もあり、まだ検討の余地がある。

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

計画を実行したがTLR3以外は予定通りの結果にならず悩んでいる。TLR3についてはサカナ、ヤツメウナギ、のTLR3はIFN誘導に関して互換性があり、TLRがIFN誘導系と連携したのは5億年以上前であることが示唆された。しかし、ウニTLR3 構造orthologは少なくともヒト、メダカ細胞ではIFN誘導に機能せず、別な生体防御系都の連動が示唆された。発生との関連も昆虫型Toll で示唆されている。サカナIg-TIRの機能は今後別な系を作成して検討する余地がある。RIG-I経路などは次年度にまとめて提出する予定である。以上の一部はDCIに報告した(2011)。

今後の研究の推進方策

IFN誘導経路は内因性のRIG-I 経路がある。その系統発生の位置づけも次年度検討する。Ig-TIRは今後サカナの機能解析系を作成できるか検討する。ウニの哺乳類型TLRはクローニングしたので引き続き活性を解析する。大きい問題の１つはウニやナメクジウオ、ヤツメウナギには細胞培養系がないことで、primary culture か培養系を開発する必要があるかもしれない。仮説の検証にもう１年を費やしてみる。フグTLR22 tgマウスは作成したので次年度はその解析も予定通り進める。

次年度の研究費の使用計画

24年度に予定していた論文関連、研究成果発表の費用が未使用額として発生した。25年度においては、論文投稿費用、研究成果発表のための国内学会参加費、旅費及び宿泊に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Structures and interface mapping of the Toll/Interleukin-1 receptor-domain-containing adaptor molecules involved in interferon signaling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Enokizono, Y., H. Kumeta, K. Funami, M. Horiuchi, J. Sarmiento, K. Yamashita, D. Standley, T. Seya, M. Matsumoto, F. Inagaki
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Riplet ubiquitin ligase plays a pivotal role in TRIM25-mediated RIG-I activation and is targeted by Hepatitis C Virus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Oshiumi, H., M. Miyashita, M. Matsumoto, and T. Seya
  • 雑誌名: PLoS Pathog. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toll-like receptor 3 recognizes single-stranded RNA with incomplete stem structures. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatematsu, M., F. Nishikawa, T. Seya, M. Matsumoto.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting TLR3 with no RIG-I/MDA5 activation is effective in immunotherapy for cancer. (2013)
  • 著者名/発表者名: Seya, T., M. Azuma, and M. Matsumoto.
  • 雑誌名: Exp. Opn. Target. Therap 巻: 17(5) ページ: 533-544
  • DOI: 10.1517/14728222.2013.765407
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-step regulation of interferon induction by hepatitis C virus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Oshiumi, H., K. Funami, H. H. Aly, M. Matsumoto, T. Seya.
  • 雑誌名: Arch. Immunol. Therap. Exp. 巻: 61 ページ: 127-138
  • DOI: 10.1007/s00005-012-0214-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cleavage of TLR3 by cathepsins generates two fragments that remain associated to form a functional receptor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toscano, F., Y. Estornes, F. Virard, A. Garcia-Cattaneo, A. Pierrot, B. Vanbervliet, K. Funami, T. Seya, M. Matsumoto, J. J. Pin, T. Renno, S. and Lebecque, K.
  • 雑誌名: J. Immunol. 巻: 190 ページ: 764-773
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1202173
  • 査読あり
• [雑誌論文] TLR3/TICAM-1 signaling in tumor cell RIP3-dependent necroptosis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Seya T, Shime H, Takaki H, Azuma M, Oshiumi H, Matsumoto M
  • 雑誌名: Oncoimmunol. 巻: 1 ページ: 917-923
  • DOI: 10.4161/onci.21244
  • 査読あり
• [雑誌論文] TAMable tumor-associated macrophages in response to innate RNA sensing. (2012)
  • 著者名/発表者名: Seya T, Shime H, Matsumoto M.
  • 雑誌名: Oncoimmunol. 巻: 1 ページ: 1000-1001
  • DOI: 10.4161/onci.19894
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquitin-mediated modulation of the cytoplasmic viral RNA sensor RIG-I. (review) (2012)
  • 著者名/発表者名: Oshiumi, H., M. Matsumoto, and T. Seya.
  • 雑誌名: J. Biochem. (Tokyo). 巻: 151 ページ: 5-11
  • DOI: 10.1093/jb/mvr111
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro models for analysis of the hepatitis C virus life cycle. (2012)
  • 著者名/発表者名: Aly, H. H., K. Shimotohno, M. Hijikata, T. Seya.
  • 雑誌名: Microbiol. Immunol. 巻: 56(1) ページ: 1-9
  • DOI: 10.1111/j.1348-0421.2011.00403.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic cells from oral cavity induce Foxp3+ regulatory T cells upon antigen stimulation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, S., A. Maruyama, K. Okada, M. Matsumoto, A. Morita, T. Seya.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(12) ページ: e51665
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0051665
  • 査読あり
• [雑誌論文] TLR3/TICAM-1 signaling converts tumor-supporting myeloid cells to tumoricidal effectors. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shime H, M. Matsumoto, H. Oshiumi, S. Tanaka, A. Nakane, Y. Iwakura, H. Tahara, N. Inoue, and T. Seya.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 109 ページ: 2066-2071
  • DOI: 10.1073/pnas.1113099109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toll-like receptor 3-mediated antivirus response is important for protection against poliovirus infection in poliovirus receptor transgenic mice. (2012)
  • 著者名/発表者名: Abe, Y., K. Fujii, N. Nagata, O. Takeuchi, S. Akira, H. Oshiumi, M. Matsumoto, T. Seya, and S. Koike.
  • 雑誌名: J. Virol. 巻: 185-194 ページ: 86
  • DOI: 10.1128/JVI.05245-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross-presentation and antitumor CTL induced by soluble Ag + polyI:C largely depend on the TICAM-1 pathway in mouse CD11c+/CD8a+ dendritic cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Azuma M., T. Ebihara, H. Oshiumi, M. Matsumoto, and T. Seya.
  • 雑誌名: OncoImmunol. 巻: 1 ページ: 581-592
  • DOI: 10.4161/onci.19893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphoinositide 3-kinase<gamma> controls the intracellular localization of CpG to limit DNA-PKcs-dependent IL-10 production in macrophages. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hazeki, K., Y. Kametani, H. Murakami, M. Uehara, K. Nigorokawa, S. Takasuga, T. Sasaki, M. Matsumoto, T. Seya, and O. Hazeki.
  • 雑誌名: PLoS ONE. 巻: 6(10) ページ: e26836
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0026836
  • 査読あり
• [図書] Oligomerization in Health and Diseases. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto, M., K. Funami, H. Oshiumi, and T. Seya
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: Academic Press, ELSEVIER INC.