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2015 年度 実施状況報告書

好中球による究極の殺菌術,NETs形成機構の解明:自己免疫疾患の治療戦略に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 26460405
研究機関姫路獨協大学

研究代表者

通山 由美  姫路獨協大学, 薬学部, 教授 (70362770)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード好中球 / NETs
研究実績の概要

本研究の目的は、好中球によるNeutrophil extracellular traps (NETs)形成の分子機構の解明である。NETsは、好中球が投網のごとく変形して微生物を包み込む殺菌機構である。近年、本来の機能である生体防御に加えて、過剰なNETs形成が様々な疾患を誘導する可能性が報告されているが、詳細な分子機構は未解明である。
これまでの研究成果として、1)ヒト末梢血由来の好中球や好中球様に分化した白血病細胞株を利用するとin vitroにNETs形成を誘導できること、2)補体受容体を介したカンジダ菌(真菌)の食作用では、食作用後の殺菌プロセスが NETs誘導シグナルに変換されており、人工的なNETs誘導試薬であるPMAで好中球を刺激した場合同様にNETsが形成することを見出した。そこで本年度は、NETs形成に至るプロセスを段階に分けて解析することとした。PMAでヒト好中球を刺激し、膜透過性および非透過性の核酸染色試薬存在下で詳細に追跡したところ、以下のように進行することが確認できた。1)核の形態が変化して分葉核を喪失し(30分~1時間)、その後、2)クロマチンの脱凝縮が進行して膨潤し(1~2時間)、さらに進んで3)核膜の崩壊が起こり、NETs成分が放出する(3~4時間)。これら1)~3)の各段階において、秩序だった細胞内化学反応が起こることで、クロマチン構造が緩み、遺伝子である核酸DNAがほどけた網が完成すると考え、各段階においてkeyとなる反応を見出すための検討を開始した。経時的に細胞内分子の翻訳後修飾を追跡するため、各段階の細胞成分について質量分析を行いNETs形成に重要な標的分子を解析した。各種ヒストンタンパク質など多くのタンパク質において翻訳後修飾の変化を見出したが、そのNETs形成における機能についてはさらなる検討が必要である。

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

順調な点としては、初年度に構築したNETs形成のin vitroモデルを利用してさらに詳細な解析に進むことができた。一方で、質量分析による翻訳後修飾の解析では、経過時間依存性に多くの変化を見出したが化学修飾に偏りが認められた。好中球の強い活性酸素種等により、サンプル作成過程において人工的な変化が加わっている可能性もあり、今後の標的分子の同定に向けて、多方面からの検討が必要である。

今後の研究の推進方策

引き続きNETs形成過程を分子レベルで解明する研究に取り組む。とりわけ、平成27年度に開始したNETs形成過程の細胞成分をサンプルとした質量分析の検討をさらに進める。NETs形成の各段階について、重要な標的分子を選択し、遺伝子欠失型および変異型の好中球モデルを作成してその効果を検証する。並行して、感染微生物によるNETs 形成において、NETsを誘導またはNETs抵抗性の菌体由来物質の探索をおこない、NETs形成とNETsの機能をコントロールするin vitroシステムの構築にも取り組む。

次年度使用額が生じた理由

物品費、とりわけ抗体および遺伝子改変に必要な試薬類を予定より少量ですませることができ、予算に余裕が生じた。

次年度使用額の使用計画

今後はその費用を、NETs形成各段階の翻訳後修飾の同定のための質量分析(一部受託を予定)、候補分子に関わる抗体の作成および購入、さらにNETs形成と抵抗性に関わる菌体由来物質の同定のために有効に利用する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Five-aza-2'-deoxycytidine-induced hypomethylation of cholesterol 25-hydroxylase gene is responsible for cell death of myelodysplasia/leukemia cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Tsujioka T, Yokoi A, Itano Y, Takahashi K, Ouchida M, Okamoto S, Kondo T, Suemori S, Tohyama Y, Tohyama K
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 16709

    • DOI

      10.1038/srep16709

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Salbutamol inhibits ubiquitin-mediated survival motor neuron protein degradation in spinal muscular atrophy cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Harahap NI, Nurputra DK, Rochmah MA, Shima A, Morisada N, Takarada T, Takeuchi A, Tohyama Y Yanagisawa S, Nishio H
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 4 ページ: 351-356

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2015.10.012

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suppressive effect of membrane-permeable peptides derived from autophosphorylation sites of the IGF-1 receptor on breast cancer cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Y, Kato-Kogoe N, Tasaki E, Yuasa-Sunagawa M, Yamanegi K, Nakasyo K, Nakase I, Futaki S, Tohyama Y, Hirose M
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 765 ページ: 24-33

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2015.08.004

    • 査読あり
  • [学会発表] Kinesin family member 20A(KIF20A)の細胞増殖と細胞分化における機能の検討2015

    • 著者名/発表者名
      森田寛之,福井彩乃,小山可奈子,有馬太陽,田畑裕幸,通山由美
    • 学会等名
      第88回日本生化学会大会
    • 発表場所
      神戸 ポートピアホテル
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] Kinesin family member 20A(KIF20A)の細胞分裂と細胞分化における機能の検討2015

    • 著者名/発表者名
      福井彩乃,森田寛之,小山可奈子,有馬太陽,田畑裕幸,通山由美
    • 学会等名
      第65回日本薬学会近畿支部大会
    • 発表場所
      大阪大谷大学
    • 年月日
      2015-10-17
  • [学会発表] Kinesin family member 20A(KIF20A)の多核化と細胞分裂への関与2015

    • 著者名/発表者名
      森田寛之,福井彩乃, 小山可奈子, 有馬太陽, 通山由美
    • 学会等名
      第62回日本生化学会近畿支部例会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-05-16
  • [学会発表] Staphylococcus aureusの好中球に対する抵抗性の変化2015

    • 著者名/発表者名
      川井眞好,通山由美
    • 学会等名
      第62回日本生化学会近畿支部例会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-05-16
  • [備考] 姫路獨協大学 薬学部 医療薬学科  生化学研究室

    • URL

      http://www.himeji-du.ac.jp/faculty/dp_pharm/pharm/pt2/

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公開日: 2017-01-06  

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