細菌感染により壊れた抗体を認識する新規活性化レセプターの機能と多様性

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26870334
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 平安 恒幸 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教 (30585170)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 病原性微生物 / immunoglobulin / 抗体 / 活性化レセプター / プロテアーゼ / 免疫逃避 / 生体防御 / 免疫レセプター

Outline of Annual Research Achievements

未だに感染症は人類にとって脅威でありながら、感染症の免疫制御については不明な点が多い。その要因として、機能未知の免疫関連遺伝子が未だに多数存在していることが挙げられる。そこで、機能未知の免疫レセプターと病原体との相互作用を明らかにするために、申請者は様々な免疫レセプターの組換えタンパク質を作製してリガンドの同定を試みたところ、活性化レセプターDIRが細菌のプロテアーゼによって分解・切断されたイムノグロブリン(Ig)をリガンドとして認識する可能性を発見した。様々な病原性微生物を調べたところ、レジオネラ、マイコプラズマ、黄色ブドウ球菌、カンジダがイムノグロブリンを切断することが判明した。DIRは、単球やマクロファージに発現している活性化レセプターである一方で、レジオネラはこれらの細胞に感染する。そこで、DIRのシグナルによって単球に感染したレジオネラの増殖がどのようになるのかを発光レジオネラを用いて調べたところ、DIRの特異的な抗体刺激においてもリガンドである切断型Igで刺激した場合においてもレジオネラの増殖はコントロールと比較して抑制された。さらに、中耳炎、炎症性粉瘤、蜂窩織炎等のヒトの細菌感染局所では抗体がタンパク質分解酵素で切断され、その切断された抗体がDIRの発現細胞を活性化した。この結果からDIRは切断されたイムノグロブリンを認識して病原体排除に関わっていることが明らかとなった。以上の結果から、細菌は宿主の免疫から逃れるためにプロテアーゼによってIgを切断するように進化した一方で、宿主側はこの細菌の免疫逃避機構に対抗するために切断されたIgを認識する活性化DIRを進化させて生体防御に関わっている可能性が考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成28年3月までに、様々な活性化DIRの免疫応答の解析を行う予定だったが、DIRが活性化することで実際に細菌を殺傷するのかどうかという実験に時間がかかったため。これは、用いた細胞株が適切ではなかったため、予想以上に条件検討に時間を要し、当初の計画通りに十分に進める事ができなかった。

Strategy for Future Research Activity

ヒトDIRのマウスの相同分子はこれまでに見つかっていない。マウスの相同分子が見つかれば、DIRの役割を生理的な条件下で解析することができるだけでなく、DIRをターゲットにした感染症の治療法や予防法開発につなげることが可能となる。そこで、ヒトDIRのマウス相同分子を探索するために、マウスの切断型抗体を作製し、様々なマウス細胞への結合性を調べる。切断型抗体が結合する細胞が明らかとなれば、免疫沈降および質量分析によりDIRの相同分子を同定する。

Causes of Carryover

平成28年3月までに、様々な活性化DIRの免疫応答の解析を行う予定だったが、DIRが活性化することで実際に細菌を殺傷するのかどうかという実験に時間がかかったため。これは、用いた細胞株が適切ではなかったため、予想以上に条件検討に時間を要し、当初の計画通りに十分に進める事ができなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、ヒトDIRのマウス相同分子を探索するための器具や試薬、培養液等の消耗品に充て、当初の予定通りの計画を進めていく。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ワシントン大学医学部(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: ワシントン大学医学部
• [Journal Article] Microbially cleaved immunoglobulins are sensed by the innate immune receptor LILRA2. (2016)
  • Author(s): Hirayasu, K., Saito, F., Suenaga, T., Shida, K., Arase, N., Oikawa, K., Yamaoka, T., Murota, H., Chibana, H., Nakagawa, I., Kubori, T., Nagai, H., Nakamaru, Y., Katayama, I., Colonna, M., Arase, H.
  • Journal Title: Nature Microbiology Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.54
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Functional and genetic diversity of leukocyte immunoglobulin-like receptor and implication for disease associations. (2015)
  • Author(s): Hirayasu, K., Arase, H.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 60 Pages: 703-708
  • DOI: 10.1038/jhg.2015.64
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Sialic acids on varicella-zoster virus glycoprotein B required for cell-cell fusion. (2015)
  • Author(s): Suenaga, T., Matsumoto, M., Arisawa, F., Kohyama, M., Hirayasu, K., Mori, Y., Arase, H.
  • Journal Title: The Journal of Biological Chemistry Volume: 290 Pages: 19833-19843
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.635508
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] β2-glycoprotein I / HLA class II complexes are novel autoantigens in antiphospholipid syndrome. (2015)
  • Author(s): Tanimura, K., Jin, H, Suenaga, T., Morikami, S., Arase, N., Kishida, K., Hirayasu, K., Kohyama, M., Ebina, Y., Yasuda, S., Horita, T., Takasugi, K., Ohmura, K., Yamamoto, K., Katayama, I., Sasazuki, T., Lanier. L. L., Atsumi, T., Yamada, H. and Arase, H.
  • Journal Title: Blood Volume: 125 Pages: 2835-2844
  • DOI: 10.1182/blood-2014-08-593624
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Negative regulation of DSS-induced experimental colitis by PILR. (2015)
  • Author(s): Kishida, K., Kohyama, M., Kurashima, Y., Kogure, Y., Wang, J., Hirayasu, K., Suenaga, T., Kiyono, H., Kunisawa, J., Arase, H.
  • Journal Title: International immunology Volume: 27 Pages: 307-314
  • DOI: 10.1093/intimm/dxv004
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Functional analysis of sialic acids on varicella-zoster virus glycoprotein B (2015)
  • Author(s): Tadahiro Suenaga, Maki Katsumoto, Fuminori Arisawa, Masako Kohyama, Kouyuki, Hirayasu, Yasuko Mori, Hisashi Arase
  • Organizer: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡）
  • Year and Date: 2015-11-22 – 2015-11-24
• [Presentation] DIR is an innate immune sensor for microbially cleaved immunoglobulins. (2015)
  • Author(s): Hirayasu, K., Saito, F., Suenaga, T., Shida, K., Arase, N., Oikawa, K., Yamaoka, T., Murota, H., Chibana, H., Nakagawa, I., Kubori, T., Nagai, H., Nakamaru, Y., Katayama, I., Colonna, M., Arase, H.
  • Organizer: 第44回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
• [Presentation] Myeloperoxidase/HLA class II complexes are targets for autoantibodies in ANCA-associated vasculitis (2015)
  • Author(s): Hiwa Ryosuke, Ohmura Koichiro, Arase Noriko, Jin Hui, Hirayasu Kouyuki, Kohayama Masako, Suenaga Tadahiro, Saito Fumiji, Iwatani Hirotsugu, Atsumi Tatsuya, Terao Chikashi, Mimori Tsuneyo, Arase Hisashi
  • Organizer: 第44日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
• [Presentation] MHC class II molecules expose autoantibody epitopes on autoantigens (2015)
  • Author(s): Jin Hui, Arase Noriko, Matsuoka Sumiko, Hirayasu Kouyuki, Kohayama Masako, Suenaga Tadahiro, Sasazuki Takehiko, Arase Hisashi
  • Organizer: 第44日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
• [Presentation] MPO/HLA classⅡ複合体は顕微鏡的多発血管炎における自己抗体の標的である (2015)
  • Author(s): 日和良介, 大村浩一郎, 荒瀬規子, 金暉, 平安恒幸, 香山雅子, 末永忠広, 齋藤史路, 岩谷博次, 渥美達也, 寺尾知可史, 三森経世, 荒瀬尚
  • Organizer: 第43回日本臨床免疫学会総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫）
  • Year and Date: 2015-10-22 – 2015-10-24
• [Remarks] 免疫化学分野ホームページ
  • URL: http://immchem.biken.osaka-u.ac.jp