細胞内　ＤＮＡ　センサーの同定と機能解析

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。

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。