肺サーファクタント蛋白質とToll様受容体による自然免疫生体防御と臨床応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370198
• Research Institution: Sapporo Medical University
• Principal Investigator: 黒木 由夫 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70161784)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 亨 札幌医科大学, 医学部, 助手 (40347159) ; 佐野 仁美 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (80295344) ; 高橋 弘毅 札幌医科大学, 医学部, 助教授 (60231396)
• Keywords: 肺サーファクタント / SP-A / SP-D / Toll様受容体 / スカベンジャー受容体 / マンノース受容体 / 肺胞マクロファージ / ザイモサン

Research Abstract

本研究は、肺サーファクタント蛋白質AおよびD (SP-A, SP-D)およびToll様受容体によるリガンド認識と自然免疫の分子機構を解明し、臨床応用へむけた分子基盤を確立することを目的として遂行された。以下に本年度の実績を要約する。
1.酵母カビ細胞壁成分のザイモサンと可溶型TLR2細胞外ドメイン(sTLR2)が直接結合することを示した。TLR2発現細胞でのザイモサン刺激NF-κB活性化を抑制する抗体はザイモサンとsTLR2との結合を有意に抑えた。
2.SP-Aは肺胞マクロファージにおけるザイモサン誘導NF-κB活性化とTNF-α分泌を濃度依存性に、有意に抑制するとともに、ザイモサンとsTLR2との結合を抑えた。このことは、SP-Aが、TLR2リガンドに対して抗炎症作用を発現することを示している。
3.可溶型TLR4細胞外ドメイン(sTLR4)とMD-2をバキュロウィルス-昆虫細胞発現系で発現させ、sTLR4とMD-2蛋白の精製に成功した。さらに、sTLR4とMD-2との直接結合を証明し、sTLR4-MD-2複合体がリポ多糖に結合すること、また、sTLR4が野生型(膜型)TLR4介在炎症反応を修飾する可能性を示した。
4.SP-Aは、濃度依存性に肺炎球菌と非定型抗酸菌に結合し、その結合はカルシウム依存性であった。また、肺胞マクロファージによる肺炎球菌と非定型抗酸菌の貪食に対するSP-Aの影響を調べたところ、SP-Aは濃度依存性に、また、時間依存性に細菌貪食を促進した。この作用は、SP-Aと菌体との結合に非依存性で、SP-Aとマクロファージとの相互作用によって惹起された。さらに、肺炎球菌と非定型抗酸菌の貪食受容体として機能するスカベンジャー受容体Aとマンノース受容体の細胞表面発現をSP-Aが増強させることを明らかにした。一方、SP-Dは非定型抗酸菌の貪食は促進させたが、肺炎球菌貪食促進作用は示さず、SP-AとSP-Dの細菌貪食促進の機序は異なることが示唆された。
5.本年度の成果により、肺コレクチンのSP-AとSP-D、および、可溶型TLRがTLR介在炎症反応とマクロファージ貪食機能のモジュレーターとして機能する可能性が示されたので、臨床応用に向けて組換えSP-AとSP-DおよびsTLR2とsTLR4の大量発現系を確立した。

Research Products

• [Publications] Sato, M.: "Direct binding of Toll-like receptor 2 to zymosan, and zymosan-induced NF-kB activation and TNF-a secretion are down-regulated by lung collectin surfactant protein A."J.Immunol.. 171. 417-425 (2003)
• [Publications] Fujita, M.: "Involvement of leucine residues at positions 107, 112, and 115 in a leucine-rich repeat Motif of human Toll-like receptor 2 in the recognition of diacylated lipoproteins and lipopeptides and Staphylococcus aureus peptidoglycan."J.Immunol.. 171. 3675-3683 (2003)
• [Publications] 黒木由夫: "肺コレクチンによる自然免疫生体防御 -CD14・TLR2の相互作用を介する細胞応答制御-"医学のあゆみ. 205. 11-16 (2003)
• [Publications] 佐野仁美: "肺サーファクタント蛋白質による自然免疫の分子機構"分子呼吸器病. 7. 220-224 (2003)
• [Publications] 黒木由夫: "肺サーファクタント蛋白質-SP-AとSP-D"臨床化学. 32. 216-226 (2003)
• [Publications] 黒木由夫: "生体防御レクチンとToll-likeレセプター"分子細胞治療. 2. 605-611 (2003)
• [Publications] Sano, H.: "Lacroferrin and surfactant protein A exhibit distinct binding specificity to F protein, and differently modulate respiratory syncytial virus infection."Eur.J.Immunol.. 33. 2894-2902 (2003)
• [Publications] Okusawa, T.: "Relationship between structures and biological activities of Mycoplasmal diacylated lipopeptides and their recognition by Toll-like receptors 2 and 6."Infect.Immun.. 72. 1657-1665 (2004)
• [Publications] Kuronuma, K.: "Pulmonary surfactant protein A augments the phagocytosis of Streptococcus pneumoniae by alveolar macrophages through a casein kinase 2-dependent increase of cell surface localization of scavenger receptor A."J.Biol.Chem.. (In press).
• [Publications] 佐野仁美: "モデル動物の作成と維持"サーファクタントアポ蛋白欠損モデル(印刷中).