細胞内　ＤＮＡ　センサーの同定と機能解析

细胞内DNA传感器的鉴定和功能分析

• 批准号: 13J01283
• 负责人: 茂谷 康
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J01283/
• 关键词: DNase II; STING; cGAMP; DNase II; STING; cGAMP

DNase II遺伝子ノックアウトマウスでは、未分解の内在性DNAがマクロファージ細胞内に大量に蓄積し、自然免疫応答の慢性的な活性化により関節リウマチを発症する。この自然免疫応答にはSTINGタンパク質が必須であるが、その分子機構は不明であった。そこで、STINGに注目して研究を行ったところ、細胞にDNAを導入するとSTINGが二量体化することを見出した。また、DNAを細胞内に導入した後の細胞抽出液を用意し、STINGタンパク質と試験管内で混合すると、STINGタンパク質の二量体化が誘導されることを発見した。これはDNA刺激後の細胞抽出液中にSTINGの二w量体化を誘導する因子が存在することを意味していた。この因子の性質を調べた結果、DNAやRNA、タンパク質でもない低分子の化合物であることが判明した。イオン交換カラムや疎水性カラムなどを用いてSTINGの二量体化因子を精製後LC-MSMS解析を行った結果、新規低分子化合物cGAMP (cyclic GMP-AMP)を同定することに成功した。cGAMPは、STINGに直接結合し二量体化を促すことで、下流の自然免疫応答を誘導するセカンドメッセンジャーであることが明らかとなった。さらにcGAMPを特異的かつ高感度に検出するアッセイ系を構築し、DNase IIノックアウトマウス組織中にcGAMPが存在する事を明らかにした。本研究は、新規セカンドメッセンジャーcGAMPが哺乳類の生体内において自己のDNAによって産生されることをを明らかにしたものであり、今後この新しい分子の生理作用を詳細に解析することにより自己免疫疾患等の病態解明や治療薬の開発につながることが期待される。

在DNase II基因基因敲除小鼠中，无法基因的内源性DNA大量积聚在巨噬细胞中，导致因先天免疫反应的长期激活而导致类风湿关节炎。 STING蛋白对于这种先天免疫反应至关重要，但其分子机制尚不清楚。因此，我们进行了专注于刺激的研究，发现当将DNA引入细胞中时，STING会二聚。我们还发现，将DNA引入细胞中时诱导了刺激蛋白的二聚化，并将其与测试管中的刺蛋白混合到细胞提取物中。这意味着在DNA刺激后，有一些因素引起细胞提取物中刺的氮化的因素。研究了该因子的特性，发现它是一种不是DNA，RNA或蛋白质的小分子化合物。在使用离子交换柱或疏水柱净化刺激因子后，进行了LC-MSMS分析，成功鉴定出了新型的低分子量化合物CGAMP（环状GMP-AMP）。据透露，CGAMP是第二个使者，它通过直接与刺激和促进二聚化结合来诱导下游先天免疫反应。此外，构建了一个测定系统，以检测具有特异性和敏感性的CGAMP，揭示了DNase II敲除小鼠组织中CGAMP的存在。这项研究表明，新的第二信使CGAMP是由其自身在哺乳动物生物体中的DNA产生的，希望将来，对该新分子的生理效应进行详细分析，将导致对自发性疾病的病理学阐明自发性疾病的病理和治疗药物的发育。