感染と宿主応答におけるJAK/STAT制御蛋白の役割の解明

阐明 JAK/STAT 调节蛋白在感染和宿主反应中的作用

基本信息

批准号：
13226062
负责人：
仲哲治
金额：
--
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13226062/
关键词：
SOCS SSI CIS JAK STAT

项目摘要

感染およびその宿主応答において、サイトカインは重要な役割をはたすことが知られている。例えば、IFN-γはマクロファージを活性化しその貪食能を高めるとともに、一酸化窒素(NO)などを産生させることにより、微生物を効率良く殺させる。すなわち、自然免疫においてIFN-γは重要なサイトカインといえる。また、獲得免疫においても、IL-6はB細胞の抗体産生細胞への分化に、IL-4はT細胞のTh2細胞への分化、B細胞のIgE, IgG1の産生に、IFN-γはIgG2aの産生にそれぞれ主要な役割をはたす。1997年にわれわれが単離したSOCS (Suppressor of Cytokine Signaling)/SSI(STAT-induced STAT inhibitor)-1は、サイトカインシグナル伝達の主要な伝達因子であるJAK蛋白に結合し、その活性化を抑制することによりサイトカインシグナル伝達を阻害する分子である。in vitroでSOCS-1は、IFN-γの刺激で最も強く誘導されるが、SOCS-1 KOマウスを用いた解析から、SOCS-1はIFN-γの下流の因子であるSTAT1のみならずIL-4の下流の因子であるSTAT6の活性化の阻害にも作用することが明らかになっている。また、SOCS-1はIL-4やIFN-γ以外にインスリンやTNF-αのシグナル伝達も阻害することが明らかになっている。このことは、SOCS-1がJAK-STAT系以外にも作用することを示唆している。SOCS-1のこのような機能を考える合わせると、感染およびその宿主応答においてもSOCS-1は重要な作用を持つことが十分考えられる。実際に、生後3-5日のSOCS-1 KOマウスはLPS 5ugの腹腔内投与により、投与後約5時間以内に全例死亡し、コントロールのWTマウスの致死量であるLPS1mgに比べ、SOCS-1 KOマウスではin vivoでLPS高感受性となっていた。また、SOCS-1 KOマウスではLPS投与による血清TNF-αはWTマウスの約7-8倍の増加を示した。つぎにSOCS-1 KOマウスのsplenic adherent cellを採取し、in vitroでLPSで刺激してTNF-αおよびIL-12を測定したところ、WTマウスに比しSOCS-1 KOマウスでは各々約7-8,10倍の増加を示した。また、SOCS-1を安定発現したRaw細胞株においてLPSによるNO産生の抑制が認められた。これらの事実からSOCS-1 KOマウスはLPS刺激に対して高感受性になっていることが明らかになった。そして、SOCS-1 KOマウスにおけるLPS toleranceの有無を調べるために、致死景以下のLPS(0.5ug)を投与し、その24時間後に致死量のLPS(KOマウスでは50ug、WTマウスデは1mg)を投与したところ、SOCS-1 KOマウスでは、LPSの前処置の有無にかかわらず、全例死亡したが、WTマウスでは、LPS0.5ugの前処置により、致死量のLPS 1mg投与においても全例生存していた。また、SOCS-1 KOマウスのsplenic adherent cellを採取し、in vitroでLPSで前刺激し、その後、再度LPS刺激を加えて培養液中のTNF-αを測定したところ、コントロールのWTはLPSの前刺激により、つぎのLPS再刺激によるTNF-αの産生抑制が認められるが、SOCS-1 KOマウスのsplenic adherent cellでは、その抑制効果が消失していた。すなわち、SOCS-1 KOマウスでは、in vivo, in vitroでのLPS toleranceが消失していることが明らかになった。これまでの解析結果から、SOCS-1が何らかの機序でLPSシグナル伝遠に関与している可能性が十分に考えられる。しかしながら、SOCS-1はIFN-γの強力なnegative feedback分子であることから、IFN-γを介する2次的現象を観察している可能性も否定できない。今後は.SOCS-1のLPSシグナル伝達における分子生物学的機序を明らかにする予定である。

已知细胞因子在感染及其宿主反应中发挥重要作用。例如，IFN-γ激活巨噬细胞并增加其吞噬能力，还使其产生一氧化氮（NO）等，从而有效地杀灭微生物。换句话说，IFN-γ可以说是先天免疫中重要的细胞因子。此外，在获得性免疫中，IL-6参与B细胞向抗体产生细胞的分化，IL-4参与T细胞向Th2细胞的分化，以及B细胞中IgE和IgG1的产生， IFN-γ 和 IFN-γ 都参与 IgG2a 的产生，每种都在 IgG2a 的产生中发挥重要作用。我们于 1997 年分离出的 SOCS（细胞因子信号转导抑制剂）/SSI（STAT 诱导的 STAT 抑制剂）-1 与细胞因子信号转导的主要介质 JAK 蛋白结合，并抑制其激活。这是一种抑制细胞因子的分子。发出信号。在体外，SOCS-1 最强烈地受 IFN-γ 刺激诱导，但使用 SOCS-1 KO 小鼠进行的分析表明，SOCS-1 不仅受 STAT1（IFN-γ 的下游因子）诱导，而且还受 STAT1（IFN-γ 的下游因子）诱导。 IL。据透露，它还可以抑制 -4 下游因子 STAT6 的激活。此外，SOCS-1 已被证明不仅可以抑制 IL-4 和 IFN-γ 的信号传导，还可以抑制胰岛素和 TNF-α 的信号传导。这表明 SOCS-1 作用于 JAK-STAT 系统以外的系统。考虑到 SOCS-1 的这些功能，SOCS-1 很可能在感染和宿主反应中具有重要作用。事实上，当3-5天龄的SOCS-1 KO小鼠腹腔注射5ug LPS时，所有小鼠均在给药后约5小时内死亡，与对照WT小鼠1mg LPS的致死剂量相比， SOCS-1 KO小鼠体内对LPS高度敏感。此外，在 SOCS-1 KO 小鼠中，由于 LPS 给药，与 WT 小鼠相比，血清 TNF-α 增加了约 7-8 倍。接下来，我们收集SOCS-1 KO小鼠的脾贴壁细胞，在体外用LPS刺激它们，并测量TNF-α和IL-12，结果显示TNF-α和IL-12的水平约为7-7%与 WT 小鼠相比，SOCS-1 KO 小鼠中的每个值均增加了 8.10 倍。此外，在稳定表达 SOCS-1 的原始细胞系中观察到 LPS 对 NO 产生的抑制。这些事实表明 SOCS-1 KO 小鼠对 LPS 刺激高度敏感。为了检查 SOCS-1 KO 小鼠是否存在 LPS 耐受性，我们给予亚致死剂量的 LPS (0.5 ug)，24 小时后给予致死剂量的 LPS (KO 小鼠 50 ug，1 mg 小鼠)。给药时，所有 SOCS-1 KO 小鼠均死亡，无论是否用 LPS 预处理，但在 WT 小鼠中，用 0.5ug LPS 预处理会导致致死剂量的 LPS。即使给予1mg，所有病例仍存活。此外，我们收集了 SOCS-1 KO 小鼠的脾贴壁细胞，在体外用 LPS 预刺激它们，然后用 LPS 再次刺激它们，以测量培养基中的 TNF-α。预刺激通过随后的 LPS 再刺激抑制了 TNF-α 的产生。但这种抑制作用在 SOCS-1 KO 小鼠的脾贴壁细胞中消失。换句话说，表明SOCS-1 KO小鼠在体内和体外都丧失了LPS耐受性。根据目前的分析结果，SOCS-1很可能通过某种机制参与了LPS信号的传播。然而，由于SOCS-1是IFN-γ的强负反馈分子，因此我们不能否认我们观察到由IFN-γ介导的次级现象的可能性。未来，我们计划阐明SOCS-1 LPS信号转导的分子生物学机制。