感染時にみられる好中球のエネルギー産生の場の変更機構の解明

好中球は、感染初期に働く重要な免疫細胞の一つである。通常、好中球は、活性酸素種の産生を抑えるために、解糖系を用いてATPを産生している。しかし、体内に病原体が侵入すると、大量のATPを必要とするため、ミトコンドリアを使ってATPを産生するようになる。これまでに、申請者は、ジメチルスルホキシドによってHL-60細胞を好中球細胞様へ分化させた細胞（dHL-60細胞）を細菌性ペプチドN-formyl-Met-Leu-Phe（fMLP）で刺激すると、極めて短時間にミトコンドリアの形態が変化し、酸化的リン酸化の量が増加すること。ミトコンドリア融合関連タンパク質Mitofusin 2（MFN2）の発現を抑えると、ミトコンドリアの形態変化と酸化的リン酸化の量が減少すること。また、fMLPの刺激による遊走能（ケモタキシス）も減少することを明らかにし報告した。さらに、最近、dHL-60細胞で、MFN2結合タンパク質の発現を抑えると、ミトコンドリアの形態変化とケモタキシスが抑えられるという結果を得ている。そこで、本研究では、MFN2とMFN2結合タンパク質の関係を中心に、感染に伴って起こる好中球のエネルギー産生の場（ATP産生の場）の変更機構を明らかにすることを目的とし研究を開始した。昨年度までに、MFN2結合タンパク質のノックアウトマウスから得た好中球を用い、MFN2結合タンパク質のノックアウトマウスから得た好中球では、正常マウスの好中球と比べ、ケモタキシスが減少することを明らかにしている。今年度は、このメカニズムを明らかにするために、dHL-60細胞を使って解析した。その結果、MFN2結合タンパク質の発現を抑えると、MFN2と同様、酸化的リン酸化の量が減少すること。さらに、MFN2のGTP結合活性が低下することが明らかになった。

好中球は、感染初期に働く重要な免疫細胞の一つである。通常、好中球は、活性酸素種の産生を抑えるために、解糖系を用いてATPを産生している。しかし、体内に病原体が侵入すると、大量のATPを必要とするため、ミトコンドリアを使ってATPを産生するようになる。これまでに、申請者は、ジメチルスルホキシドによってHL-60細胞を好中球細胞様へ分化させた細胞（dHL-60細胞）を細菌性ペプチドN-formyl-Met-Leu-Phe（fMLP）で刺激すると、極めて短時間にミトコンドリアの形態が変化し、酸化的リン酸化の量が増加すること。ミトコンドリア融合関連タンパク質Mitofusin 2（MFN2）の発現を抑えると、ミトコンドリアの形態変化と酸化的リン酸化の量が減少すること。また、fMLPの刺激による遊走能（ケモタキシス）も減少することを明らかにし報告した。さらに、最近、dHL-60細胞で、MFN2結合タンパク質の発現を抑えると、ミトコンドリアの形態変化とケモタキシスが抑えられるという結果を得ている。そこで、本研究では、MFN2とMFN2結合タンパク質の関係を中心に、感染に伴って起こる好中球のエネルギー産生の場（ATP産生の場）の変更機構を明らかにすることを目的とし研究を開始した。昨年度までに、MFN2結合タンパク質のノックアウトマウスから得た好中球を用い、MFN2結合タンパク質のノックアウトマウスから得た好中球では、正常マウスの好中球と比べ、ケモタキシスが減少することを明らかにしている。今年度は、このメカニズムを明らかにするために、dHL-60細胞を使って解析した。その結果、MFN2結合タンパク質の発現を抑えると、MFN2と同様、酸化的リン酸化の量が減少すること。さらに、MFN2のGTP結合活性が低下することが明らかになった。