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Shiratsuchi, Akiko ; Shimizu, Kaori ; Watanabe, Ikuko ; Hashimoto, Yumi ; Kurokawa, Kenji ; Razanajatovo, Iony M. ; Park, Keun H. ; Park, Hae K. ; Lee, Bok L. ; Sekimizu, Kazuhisa ; Nakanishi, Yoshinobu
概要:
金沢大学医薬保健研究域薬学系<br />We previously reported that Staphylococcus aureus avoids killing within macrophages by exploiting th
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e action of Toll-like receptor 2 (TLR2), which leads to the c-Jun N-terminal kinase (JNK)-mediated inhibition of superoxide production. To search for bacterial components responsible for this event, a series of S. aureus mutants, in which the synthesis of the cell wall was interrupted, were screened for the level of JNK activation in macrophages. In addition to a mutant lacking the lipoproteins that have been suggested to act as a TLR2 ligand, two mutant strains were found to activate the phosphorylation of JNK to a lesser extent than the parental strain, and this defect was recovered by acquisition of the corresponding wild-type genes. Macrophages that had phagocytosed the mutant strains produced more superoxide than those engulfing the parental strain, and the mutant bacteria were more efficiently killed in macrophages than the parent. The genes mutated, dltA and tagO, encoded proteins involved in the synthesis of D-alanylated wall teichoic acid. Unlike a cell wall fraction rich in lipoproteins, d-alanine-bound wall teichoic acid purified from the parent strain by itself did not activate JNK phosphorylation in macrophages. These results suggest that the D-alanylated wall teichoic acid of S. aureus modulates the cell wall milieu for lipoproteins so that they effectively serve as a ligand for TLR2. © 2009 Blackwell Publishing Ltd.
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Harada, Kenichi ; Isse, Kumiko ; Sato, Yasunori ; Ozaki, Satoru ; Nakanuma, Yasuni
概要:
金沢大学大学院医学系研究科がん細胞学<br />Background/Aim: Biliary epithelial cells possess an innate immune system consisting of Toll-like
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receptors (TLRs). Although the human bile contains lipopolysaccharide (LPS) in normal as well as diseased livers, LPS physiologically does not elicit an inflammatory response in the biliary tree. This absence of a response to LPS could be due to the 'endotoxin tolerance'speculated to maintain innate immune homeostasis in organs. Our aim here is to clarify the presence and molecular mechanisms of endotoxin tolerance of biliary epithelium. Methods and Results: In nuclear factor-κB (NF-κB)-DNA binding assays using three-cultured human intrahepatic biliary epithelial cell (HIBEC) lines, all the cells responded to LPS (TLR4 ligand) by activating NF-κB, but pretreatment with LPS for 24h effectively induced tolerance against any subsequent stimulation with LPS (endotoxin tolerance). This tolerance was also induced by pretreatment with Pam3Cys-Ser-(Lys)4 trihydrochloride (Pam3CKS4, TLR1/2 ligand). Then, real-time polymerase chain treaction and Western blotting revealed that LPS treatment upregulated the expression of IRAK-M (a negative regulator of TLR signaling), but did not affect interleukin-1 receptor-associated kinase-1 (IRAK-1, an essential molecule of TLR signaling), in HIBECs. Moreover, immunohistochemistry revealed that IRAK-M was diffusely expressed in intrahepatic bile ducts. Conclusions: This study showed that the mechanism of endotoxin tolerance exists in the intrahepatic biliary tree and is possibly induced by the expression of IRAK-M in the intrahepatic biliary epithelium, suggesting that the endotoxin tolerance is important in maintaining innate immune biliary homeostasis. © 2006 Blackwell Munksgaard.
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Harada, Kenichi ; Nakanuma, Yasuni
概要:
Biliary innate immunity is involved in the pathogenesis of cholangiopathies in patients with various biliary diseases. B
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iliary epithelial cells possess an innate immune system consisting of the Toll-like receptor (TLR) family and recognize pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Recently, regulatory mechanisms by intracellular negative regulators including peroxisome proliferator-activated receptor-γ and micro-RNA have been clarified. In primary biliary cirrhosis (PBC) and primary sclerosing cholangitis, dysregulated biliary innate immunity, namely hyper-responsiveness to PAMPs, is associated with the histopathogenesis of cholangiopathy. Moreover, biliary epithelial cells produce monocyte chemotactic protein-1 (MCP-1/CCL2) as a result of the innate immune response and bile ductules play a role in hepatic fibrosis caused by hepatic stellate cells (HSCs). Also, biliary innate immune responses induce the production of two chemokines, fractalkine and macrophage inflammatory protein-3α (MIP-3α), causing the migration of inflammatory cells and a population of antigen-presenting cell found in epithelium, Langerhans cell, and involve chronic cholangitis associated with biliary epithelium-specific innate and acquired immunity in PBC. © 2012 Bentham Science Publishers.
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原田, 憲一 ; 一瀬, 久美子 ; 中沼, 安二
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中沼, 安二 ; Nakanuma, Yasuni
概要:
胆管系疾患の病態形成における自然免疫の関与を、人体材料およびヒト培養胆管細胞を用い、以下の結果を得た。 (1)胆管系自然免疫トレランスの解析:胆管細胞はTLRを発現し、細菌菌体成分などのPAMPs刺激に対して自然免疫応答を示すが、生理的状態
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では常在菌体成分に対するトレランスが胆道系ホメオスターシスの維持に重要である。培養胆管細胞を用いた検討にて、TLR4リガンドであるLPSの2段階刺激でエンドトキシントレランスが誘導されることを明らかにし、更にTLR細胞内シグナルの負の制御因子であるIRAK-Mがトレランス誘導に関与していることも明らかにした。 (2)胆道閉鎖症におけるレオウイルス科ウイルスの関与:胆道閉鎖症の原因として二本鎖RNAウイルスであるレオウイルス科ウイルスの感染が推測されている。胆管細胞は二本鎖RNAの認識受容体であるTLR3を発現し、リガンド刺激にてNF-κB活性化およびIFN-β1産生の誘導とアポトーシス誘導分子であるTRAILの発現亢進がみられた。また胆道閉鎖症の肝外胆管ではTLR3とTRAILを発現し、またNF-κBの活性化が証明された。ウイルス感染が胆道閉鎖症の胆管消失に直接関与していることが示唆された。 (3)胆道系自然免疫と胆管細胞アポトーシスの解析:原発性胆汁性肝硬変(PBC)は胆管細胞アポトーシスによる胆管消失を特徴とする自己免疫疾患で、病因として細菌感染症の関与が想定されている。胆管細胞アポトーシスの分子基盤および自然免疫の関与について解析した結果、胆管細胞は蛋白合成抑制状態ではPAMPs刺激にて直接アポトーシスが誘導されることを示し、さらにPAMPsに対する抗アポトーシス効果の一つとしてNF-κB依存性のHIAP-1発現亢進が重要であることを示した。<br />We demonstrated the participation of innate immunity in the pathophysiology of biliary tract by using human materials of hepatobiliary tissues and cultured human biliary epithleial cells. The following three data were obtained. (1) Biliary epithelial cells expressed Toll-like receptor (TLR), and they responded to pathogen associated molecular patterns (PAMPs) as a physiological response of innate immunity. This reaction seemed to be involved physiologically in biliary homeostasis against bacterial components contained in bile. By cultural study, it was found that endotoxin tolerance of TLF4 was induced by two step processes, and that IRAK-M is also involved in this process by a negative regulator. (2) It is reported that biliary atresia could be caused by infection of double strand RNA virus. It was found in this study that biliary epithelial cells express TLR3 reacting with double strand RNA, and NF-B and IFN-β is incuded in these cells by exposing to the ligands of TLR3. In addition, TRAIL, a proapoptotic molecule was also induced in this process. In the affected bile ducts of biliary atresia, TLR3 and TRAIL were expressed in biliary epithelial cells. These findings suggested that virus, particularly double strand RNA virus was likely involved in the pathogenesis of biliary atresia, particularly the apoptotic loss of infected biliary epithelial cells. (3) Primary biliary cirrhosis is an autoimmune liver disease and biliary epithelial cells underwent apoptosis, probably resulting from bacterial infection. By examing the apoptotic mechanisms of biliary epithelial cells and innate immunity, it was found that biliary epithelial cells under protein-recessive state, underwent apoptosis by PAMPs stimulation, and HIAP-1 overexpression was important in antiapoptotic effect of biliary epithelial cells due to PAMPs. These studies showed that innate immunity, especially TLR, is involved in the pathophysiology of the biliary tree.<br />研究課題/領域番号:15390114, 研究期間(年度):2003–2006<br />出典：「胆管粘膜でのToll-like receptorの発現とその制御異常」研究成果報告書 課題番号15390114 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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原田, 憲一 ; Harada, Kenichi
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />原発性胆汁性肝硬変(PBC)の病態形成における菌体成分の関与について解明するため、PBC12症例,原発性硬化性胆管炎1症例,転移性肝癌(非癌部正常肝を使用)3症例からヒト肝内胆管上皮細胞培養株を樹立し
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、胆管系自然免疫について解析し、下記の結果を得た。(1)ヒト胆管細胞はToll様受容体(TLR)1〜6および細胞内シグナルアダプター分子(MyD88,IRAK,TRAF)を発現していた。また、TLRリガンドであるペプチドグリカン,リポタイコ酸,Poly(I:C),リポポリサッカライド,フラジェリン刺激にてNF-κB活性化および炎症性サイトカイン,ケモカイン,抗菌ペプチド産生が誘導された。(2)胆管細胞にエンドトキシントレランスが誘導され、その誘導に細胞内シグナル抑制分子IRAK-Mの発現亢進が関与していることを示唆した。(3)Th1型サイトカインであるIFN-γはヒト胆管細胞のTLR発現を亢進させ、さらにリガンドに対する感受性も亢進させた。(4)胆管細胞は抗炎症因子であるペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)γを発現しているが、PBCの障害胆管ではPPARγの発現低下があり、微生物に対する感受性が亢進していると考えられた。このPPARγ発現低下はIFN-γにて惹起されること、またPPARγリガンド投与による抗炎症効果についても明らかにした。(5)TLRリガンド刺激でbcl-2ファミリー分子の発現挙動が見られ、胆道系自然免疫と胆管細胞アポトーシスとの関連性を示唆した。以上の結果より、胆道系自然免疫は単なる胆道感染に対する生体防御機構としてのみではなく、PBCでは獲得免疫との相互作用から自然免疫の異常な亢進と自然免疫応答による胆管細胞アポトーシス誘導が生じていると考えられ、PBC胆管病変の病態形成に関与していることが示唆された。<br />研究課題/領域番号:16790205, 研究期間(年度):2004 – 2005<br />出典：「原発性胆汁性肝硬変の肝内胆管細胞培養株の樹立と病態解析への応用」研究成果報告書 課題番号16790205（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-16790205/)を加工して作成
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白土, 明子 ; Shiratsuchi, Akiko
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />生体内で生じた除去すべき細胞にはアポトーシスが誘導され,食細胞による食食により生体から排除される。また,細菌やウイルス,およびこれらに感染細胞も食細胞の攻撃で排除される。本研究は,1)精巣セルトリ細胞
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による精子形成貪食が導く精子形成支持機構,2)Toll様受容体の病原微生物排除への役割の解明,そして3)インフルエンザウイルス感染細胞のマクロファージによる貪食の意義の解明を目的として行われ,以下の成果を得た。1)貪食を行ったセルトリ細胞が産生する精子形成支持因子の解析:ラットセルトリ細胞のプロテオーム解析より精子形成支持因子候補タンパク質を同定した。この分子が貪食依存に遺伝子転写レベルで発現誘導されることを見いだすとともに,セルトリ細胞で選択的に遺伝子欠損させたノックアウトマウスを作成中であり,精子形成進行への役割が解明される。2)Toll様受容体を介する細菌感染時の細胞性自然免疫調節:マクロファージに貪食された黄色ブドウ球菌は,TLR2-JNK経路の活性化を介して活性酸素産生を抑制し,宿主免疫を逃れて生き延びることを見いだした。これは,宿主免疫系を利用した微生物の生き残り戦略と考えられる。3)インフルエンザウイルス感染細胞によるマクロファージ活性化因子の産生:ヒトインフルエンザウイルス感染細胞は,アポトーシスに依存して,マクロファージの貪食能を活性化する因子を産生することを見いだした。この因子はタンパク質性であるが,新たなタンパク質合成を必要とせずに作り出されるとわかった。<br />1) Mechanism and role of SR-BI-mediated apoptotic spermatogenic cells by Sertoli cells in the testis. After phagocytosis of apoptotic spermatogenic cells, testicular somatic Sertoli cells produced unknown factor(s) by which spermatogenic cells could differentiate into spermatozoa. To identify the factor, we selected one candidate protein by proteome analysis of Sertoli cells and identified its primary structure. We found that the expression of the factor was stimulated in transcriptional level during phagocytosis. We have been generating knockout mice of the factor, and we are going to examine the role of the factor on spermatogenesis in mice.2) Role of TLR-JNK pathway on bacterial survival in macrophages Staphylococcus aureus induced JNK phosphorylation in mouse peritoneal macrophages depending on toll-like receptor TLR2. This activation of INK pathway caused inhibition of superoxide production in the macrophages, and this allowed engulfed S. aureus to survive in the macrophages.3) Role of phagocytosis of influenza virus-infected cells by macrophages Influenza virus-infected cells produced macrophage-activating factor that enhance macrophage phagocytosis of virus-infected cells depending on both virus infection and apoptosis. This factor would be heat-labile material since it lost the activity after heat-treatment.<br />研究課題/領域番号:18570123, 研究期間(年度):2006 – 2007<br />出典：「食細胞による死細胞および微生物の貪食機構と意義」研究成果報告書 課題番号18570123（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-18570123/185701232007kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
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