直鎖状ポリユビキチン鎖生成異常による炎症発症機構の解析

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J01829
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 清水 覚司 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: 直鎖状ポリユビキチン鎖 / プログラム細胞死 / 炎症発症機構

Outline of Annual Research Achievements

直鎖状ポリユビキチン鎖を選択的に生成するユビキチンリガーゼ複合体・LUBACは活性中心を持つHOIP、調節サブユニットであるSHARPINおよび HOIL-1Lからなる。HOIL-1LとSHARPINは相同性の高い機能的ドメイン(UBL及びNZFドメイン)を有しており、いずれを欠損してもほぼ同等レベルまでLUBAC複合体の量やNF-κBの活性化能が減弱することが知られていた。しかし、SHARPINを欠損したcpdmマウスでは、慢性増殖性皮膚炎を発症する一方、HOIL-1Lを欠失してもマウスは顕著な表現型を示さないため、SHARPIN欠損による炎症発症機構について解析を進めた。SHARPIN欠損時にはTNF-α刺激依存的なプログラム細胞死であるapoptosis及びnecroptosisが亢進しており、炎症症状の原因になっていると考えられた。さらにSHARPINはUBLドメインを介してHOIPの安定性を維持することに加えて、NZFドメインを介してユビキチン鎖を認識することで細胞死を抑制しているという知見が得られた。HOIL-1LにもHOIPの安定性を維持する機能があると確認されたが、HOIL-1LのNZFドメインはSHARPINのNZFドメインと同等には細胞死を抑制できず、HOIL-1LとSHARPINの機能的差異が示唆された。また、SHARPINを欠失している状態でHOIL-1Lが1遺伝子座欠失するとcpdmと同じ病態が重症化することがわかり、HOIL-1LはSHARPINと同様にLUBACを安定化し、量的な影響を与えているという知見が得られた。さらに、SHARPINとHOIL-1Lの両者を欠損したマウスは、HOIPのリガーゼ活性欠失マウスと同時期に胎生致死になると確認され、LUBACアクセサリー分子を欠損するとLUBACのリガーゼ活性が欠失するという知見が得られた。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

SHARPINがTNF受容体からの刺激依存的にプログラム細胞死を制御している可能性を示唆する実験結果が得られ、そのメカニズムについての解析が進んだ。さらに、構造的に相同性の高いHOIL-1LとSHARPINの機能的な違いについての解析が進み、HOIL-1LとSHARPINの欠損マウスを交配した結果発生してくるマウスの解析が計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

現在研究結果の論文化を進めている。今後、成果をまとめて論文発表する。