LPS識別におけるMD-2分子の機能解析

研究課題名	LPS識別におけるMD-2分子の機能解析
レコードタイプ	研究実績報告
報告年度	2002
研究期間	2001-2002
研究課題番号	13670460
研究代表者	赤司祥子　 (アカシ,サチコ)　東京大学・医科学研究所・助手
研究代表者番号	00325599
研究機関	東京大学　研究機関番号：12601
研究分担者	三宅健介　 (ミヤケケンスケ) 　東京大学・医科学研究所. 　教授　 (60229812)
研究種目	基盤研究(C)　研究種目コード：320
審査区分	一般　区分コード：03
研究分野[2]	内科学一般　研究分野コード：631
キーワード	MD-2 / TLR4 / LPS / CD14 / LipdIVa / E5531
研究概要	グラム陰性菌の細胞壁構成成分であるLPS(lipopolysaccharide)は、あらゆる細胞に強い活性化を誘導し、臨床的にもしばしば致死的なショックを起こしエンドトキシンともよばれている。生体がどうやってLPSを認識するのかはこれまで不明であった。我々はMD-2分子を同定し、TLR(Toll-like receptor)4/MD-2複合体がLPS認識応答に必須であることをこれまで報告してきた。細胞株を用いた結果からMD-2がTLR4によるLPS認識に必須の分子である事を示してきたが、このMD2の重要性を正常免疫細胞、個体レベルで検討する為にMD-2KOマウスを作製した。MD-2が欠損したB細胞、マクロファージ、樹状細胞いずれもLPSに低応答性を示した。またエンドトキシンショックに対して抵抗性を示しSalmonella typhimurium感染に感受性が高かった。これらの結果からMD-2が個体レベルでもLPS応答に必須の分子である事が明らかとなった。MD-2のLPS応答における役割としてまず、TLR4の細胞内局在の制御があげられる。胎児由来線維芽細胞にTLR4を発現させ、その局在を調べたところMD-2の存在によってTLR4の局在が大きく変化する事を最近見出した。MD-2がないとTLR4はゴルジ体に停滞し、細胞表面への発現が認められなかった。またMD-2はTLR4の局在ばかりでなくLPS認識そのものにも関与していると我々は考えている。LPS生合成前駆体であるlipidIVaは、マウスTLR4/MD-2にはアゴニスト、ヒトTLR4/MD-2にはアンタゴニストとして作用する。マウスTLR4/ヒトMD-2キメラ発現細胞には、lipidIVaはアンタゴニストとして作用した。このようにMD-2がマウスTLR4の特異性を制御することから、LPS認識・シグナル伝達にMD-2が直接関わることが明らかとなった。
発表文献	Okamoto M.：　 "Involvement of Toll-Like Receptor 4 Signaling in Interferon-gamma Production and Antitumor Effect by Streptococcal Agent OK-432" 　J Natl Cancer Inst 19;95(4). 　316-326　 (2003) 　 Hatakeyama J.：　 "Contrasting responses of human gingival and periodontal ligament fibroblasts to bacterial cell-surface components through the CD14/Toll-like receptor system" 　Oral Microbiol Immunol 18(1). 　14-23　 (2003) 　 Hijiya N.：　 "Possible involvement of toll-like receptor 4 in endothelial cell activation of larger vessels in response to lipopolysaccharide" 　Pathobiology 70(1). 　18-25　 (2002) 　 Ando I.：　 "Safflower polysaccharides activate the transcription factor NF-kappaB via Toll-like receptor 4 and induce cytokine production by macrophages" 　Int Immunopharmacol 2(8). 　1155-1162　 (2002) 　 Tada H.：　 "Saccharomyces cerevisiae-and Candida albicans-derived mannan induced production of tumor necrosis factor alpha by human monocytes in a CD14-and Toll-like receptor 4-dependent manner" 　Microbiol Immunol 46(7). 　503-512　 (2002) 　 Ishida I：　 "Hypoxia diminishes toll-like receptor 4 expression through reactive oxygen species generated by mitochondria in endothelial cells" 　J Immunol 15;169(4). 　2069-2075　 (2002) 　 Kitamura H.：　 "Bacterial lipopolysaccharide induces mRNA expression of an IkappaB MAIL through toll-like receptor 4" 　J Vet Med Sci 64(5). 　419-422　 (2002) 　 Nagai Y.：　 "Essential role of MD-2 in LPS responsiveness and TLR4 distribution" 　Nat Immunol 3(7). 　667-672　 (2002) 　 Nagai Y.：　 "Requirement for MD-I in cell surface expression of RP105/CD180 and B-cell responsiveness to lipopolysaccharide" 　Blood 1;99(5). 　1699-1705　 (2002) 　 Tamai R.：　 "Human gingival CD14(+) fibroblasts primed with gamma interferon increase production of interleukin-8 in response to lipopolysaccharide through up-regulation of membrane CD14 and MyD88 mRNA expression" 　Infect Immun. 70(3). 　1272-1278　 (2002)