カイコにおける昆虫サイトカインparalytic peptideの活性化機構の解明

これまでに私は、カイコの血液中に存在する昆虫サイトカインparalytic peptide(PP)が病原体成分により活性化され、免疫関連遺伝子の発現を誘導してカイコの細菌感染抵抗性に寄与することを報告している(Ishii et al., J Biol Chem. 2008,Ishii et al., J Biol Chem. 2010)。しかしながら、PPがどのようなメカニズムにより免疫担当細胞における遺伝子発現を誘導するかは不明であった。私は、PP注射後のカイコの免疫組織における遺伝子発現変動を網羅的に解析する中で、一酸化窒素合成酵素をコードする遺伝子(BmNOS)の発現量がPPにより上昇することを見出した。一酸化窒素(Nitric oxide,NO)は即時型の情報伝達物質として働くことが知られている。これらの知見に基づき私は、PPがNO産生を誘導することにより自然免疫系の活性化を引き起こす、という仮説を立てるに至った。活性型PPをカイコに注射すると、一酸化窒素合成酵素(BmNOS)遺伝子の発現が誘導されると共に、NOの産生が亢進した。一方、NOS阻害剤は、PPによる免疫関連遺伝子の発現誘導を抑制した。また、NOを発生させる薬剤のカイコへの投与は、免疫関連遺伝子のmRNA量を増大させた。さらにNOS阻害剤は、PPによるカイコの黄色ブドウ球菌による感染死に対する延命効果を抑制した。以上の結果は、昆虫サイトカインPPがNOを産生させることにより免疫関連遺伝子の発現を導き、個体の感染抵抗性の上昇を果たすことを示唆している。これまで無脊椎動物の自然免疫系においてNO産生を誘導する仕組みは報告されておらず、本研究が初めての例である。拡散性の情報伝達物質であるNOがPPの下流で働くことは、複数の組織での免疫応答を即時的に活性化する上で合理的であると考えられる。

これまでに私は、カイコの血液中に存在する昆虫サイトカインparalytic peptide(PP)が病原体成分により活性化され、免疫関連遺伝子の発現を誘導してカイコの細菌感染抵抗性に寄与することを報告している(Ishii et al., J Biol Chem. 2008,Ishii et al., J Biol Chem. 2010)。しかしながら、PPがどのようなメカニズムにより免疫担当細胞における遺伝子発現を誘導するかは不明であった。私は、PP注射後のカイコの免疫組織における遺伝子発現変動を網羅的に解析する中で、一酸化窒素合成酵素をコードする遺伝子(BmNOS)の発現量がPPにより上昇することを見出した。一酸化窒素(Nitric oxide,NO)は即時型の情報伝達物質として働くことが知られている。これらの知見に基づき私は、PPがNO産生を誘導することにより自然免疫系の活性化を引き起こす、という仮説を立てるに至った。活性型PPをカイコに注射すると、一酸化窒素合成酵素(BmNOS)遺伝子の発現が誘導されると共に、NOの産生が亢進した。一方、NOS阻害剤は、PPによる免疫関連遺伝子の発現誘導を抑制した。また、NOを発生させる薬剤のカイコへの投与は、免疫関連遺伝子のmRNA量を増大させた。さらにNOS阻害剤は、PPによるカイコの黄色ブドウ球菌による感染死に対する延命効果を抑制した。以上の結果は、昆虫サイトカインPPがNOを産生させることにより免疫関連遺伝子の発現を導き、個体の感染抵抗性の上昇を果たすことを示唆している。これまで無脊椎動物の自然免疫系においてNO産生を誘導する仕組みは報告されておらず、本研究が初めての例である。拡散性の情報伝達物質であるNOがPPの下流で働くことは、複数の組織での免疫応答を即時的に活性化する上で合理的であると考えられる。