＜参考図＞図１樹状細胞における、ＰＤＬＩＭ２による炎症反応抑制メカニズムＮＦ－κＢは活性化すると細胞質から細胞核へ移行し、標的遺伝子の転写を誘導する。ＰＤＬＩＭ２は、核内に移行したＮＦ－κＢに結合し、ユビキチンを付加する。その結果、プロテアソーム（たんぱく質分解酵素）がＮＦ－κＢを分解することで炎症反応を抑制する。しかし、ＰＤＬＩＭ２によるＮＦ－κＢへのユビキチン化反応がいかに制御されるか、ユビキチン化ＮＦ－κＢがいかにして分解されるかについての詳しい分子メカニズムは不明のままだった。図２ＬＰＳ刺激によるＨＳＰ７０の核内への移動樹状細胞をＬＰＳ刺激したときの細胞質および核内のＨＳＰ７０のたんぱく質量を、ウェスタンブロット法を用いて経時的に調べた。ＨＳＰ７０は、細胞を刺激していない状態では細胞質にのみ存在し、細胞をＬＰＳで刺激して３－５時間後に核の中へと移動した。 4 図３ＨＳＰ７０の過剰発現によるＮＦ－κＢの減少と活性抑制（左）培養細胞にＮＦ－κＢとＨＳＰ７０を過剰に発現させて、細胞質および核内のＮＦ－κＢのたんぱく質量を調べた。ＮＦ－κＢだけを過剰発現させた場合と比べ、核内のＮＦ－κＢ量が少ないことが分かった。（右）ＮＦ－κＢとＨＳＰ７０を過剰に発現させた培養細胞について、ルシフェラーゼアッセイを用いてＮＦ－κＢの標的遺伝子のたんぱく質の発現を検出することで、ＮＦ－κＢが遺伝子を転写する活性を調べ、ＮＦ－κＢ活性化の程度を算出した。縦軸は、過剰発現させない培養細胞中のＮＦ－κＢを１とした時の相対強度。ＨＳＰ７０の発現量依存的にＮＦ－κＢの活性が抑制された。 5 図４ＨＳＰ７０欠損マウス由来の樹状細胞と正常マウス由来の樹状細胞の比較樹状細胞をＬＰＳで刺激したときの炎症性サイトカイン（ＩＬ－６、ＩＬ－１２ｐ４０）の遺伝子発現量を調べた。ＨＳＰ７０欠損マウス由来の樹状細胞は、正常マウス由来樹状細胞と比べて２～３倍増加していた。 6 図５ＨＳＰ７０欠損マウスにおける肝臓の肉芽腫形成の促進（上）正常マウスおよびＨＳＰ７０欠損マウスに、Ｐ．ａｃｎｅｓを投与して６日目の肝臓の組織像。矢印で示した箇所が肉芽腫。（下）同一面積中の肉芽腫を数えたところ、ＨＳＰ７０欠損マウスの方が明らかに形成数が多かった。Ｐ．ａｃｎｅｓを投与していない何れの群のマウスでは、肉芽腫は認められなかった（ＮＤ）。 7 図６ＢＡＧ１およびＨＳＰ７０によるＰＤＬＩＭ２とプロテアソームの結合の促進培養細胞にＰＤＬＩＭ２とともにＨＳＰ７０またはＢＡＧ１、あるいはＨＳＰ７０とＢＡＧ１の両方を過剰に発現させて、ＰＤＬＩＭ２とプロテアソームの１つのサブユニットであるＭＳＳ１との結合を調べた。ＨＳＰ７０またはＢＡＧ１だけを過剰発現させた場合と比べ、両者を同時に発現させたときの方が、ＰＤＬＩＭ２とＭＳＳ１の結合が強くなることが分かった。 8 図７ＨＳＰ７０がＮＦ－κＢを不活性化するメカニズム病原体の成分をＴＬＲが認識すると、そのシグナルによりＮＦ－κＢが活性化し細胞質内から核内に移行する。そしてＤＮＡ上の特定の部位に結合して、炎症反応に必要な多くの遺伝子が順序よく働くように指令を出す（図の左側）。一方で、ＴＬＲからのシグナルがあった３～５時間後に、ＨＳＰ７０が細胞質内から核内に移行し、ＢＡＧ１と共同して、ＰＤＬＩＭ２によってユビキチン化（Ｕｂ）された核内のＮＦ－κＢのプロテアソームへの輸送を助けることにより、ＮＦ－κＢの分解・不活性化を促進し炎症反応を終息させる（図の右側）。 9 ＜用語解説＞注１）転写因子ＮＦ－κＢ特定のＤＮＡ配列に結合して遺伝子の発現を制御するたんぱく質を転写因子という。転写因子ＮＦ－κＢにはｐ６５を含む５種類のサブユニットが知られており、これらが二量体を形成したものが転写因子として機能する。後述のＴｏｌｌ様受容体が認識する菌体成分などの刺激で活性化され、炎症性サイトカインなどの発現を亢進させることで、炎症反応の誘導に中心的役割を果たす。注２）ＨＳＰ７０熱ショックたんぱく質７０（ＨＳＰ７０）は、細胞が熱などの環境からのストレスにさらされたときに発現が亢進して、これらのストレスから細胞を保護する一群のたんぱく質（ストレスたんぱく質とも呼ばれる）のうちの１つで、分子量が７０ｋＤ（キロダルトン）であることからこのように名付けられた。ＨＳＰ７０は、本来は、たんぱく質が新たに合成される際の正確な立体構造の形成を補助するか、あるいは立体構造の形成に失敗してしまったたんぱく質を分解するかの選択を行う品質管理を担っている。注３）ＰＤＬＩＭ２ＰＤＺドメインとＬＩＭドメインという２つの特殊な構造を持つ核内たんぱく質で、田中チームリーダーらにより発見された。標的たんぱく質となる転写因子をユビキチン化し分解を誘導することで、シグナル伝達を終息させるように働く。注４）樹状細胞樹状突起を持つ白血球で、微生物を認識して取り込み、Ｔリンパ球に異物の情報を伝える細胞（抗原提示細胞）として働く。注５）Ｔｏｌｌ（トール）様受容体（ＴＬＲ／Ｔｏｌｌ－ＬｉｋｅＲｅｃｅｐｔｏｒ）病原体由来のさまざまな成分の認識に関与する膜たんぱく質群の総称。ヒトでは１０種類、マウスでは１２種類が報告されており、それぞれのＴＬＲが病原体特異的な成分（膜分子や核酸）を認識する。注６）ユビキチン／プロテアソームユビキチンは７６個のアミノ酸からなる小さなたんぱく質で、標的となるたんぱく質に多数のユビキチン分子が鎖状に結合すると、標的たんぱく質はプロテアソームという巨大なたんぱく分解酵素複合体に認識され分解される。注７）ＬＰＳ（リポ多糖）グラム陰性桿菌の細胞壁を構成する糖脂質の１つ。樹状細胞の細胞膜表面にあるＴｏｌｌ様受容体の１つＴＬＲ４を刺激することにより、転写因子ＮＦ－κＢを活性化する。注８）免疫沈降法目的のたんぱく質に特異的に結合する抗体を結合させ、さらに抗体にビーズなどの担体を結合させて沈殿させることにより目的のたんぱく質だけを精製する方法。注９）炎症性サイトカインサイトカインとは、細胞同士の情報伝達にかかわるさまざまな生理活性を持つたんぱく質の総称。炎症性サイトカインとは、体内への病原体の侵入を受けて産生されるサイトカインで、生体防御に関与する多種類の細胞に働き、炎症反応を引き起こす。注１０）ＢＡＧ１ユビキチン様ドメインとＢＡＧドメインという２つの特殊な構造を持つ。ユビキチン様ドメインを介してプロテアソームと結合することから、たんぱく質のプロテアソームへの 10 輸送にかかわるといわれている。また、ＢＡＧドメインを介してＨＳＰ７０と結合し、ＨＳＰ７０の機能を制御することも示唆されている。＜論文タイトル＞ “HSP70 mediates degradation of the p65 subunit of nuclear factor B to inhibit inflammatory signaling” （ＰＤＬＩＭ２によるＮＦ－κＢのｐ６５サブユニットの分解とＮＦ－κＢシグナルの負の制御にはＨＳＰ７０が必須である。） doi: 10.1126/scisignal.2005533 ＜お問い合わせ先＞＜研究に関すること＞田中貴志（タナカタカシ）理化学研究所統合生命医科学研究センター炎症制御研究チームチームリーダー〒230-0045 神奈川県横浜市鶴見区末広町１－７－２２ Tel：045-503-9283 E-mail：[email protected] ＜ＪＳＴの事業に関すること＞松尾浩司（マツオコウジ）、川口貴史(カワグチタカフミ) 、眞後俊幸（シンゴトシユキ）科学技術振興機構戦略研究推進部ライフイノベーショングループ〒102-0076 東京都千代田区五番町７Ｋ’ｓ五番町 Tel：03-3512-3525 Fax：03-3222-2064 E-mail:[email protected] ＜報道担当＞科学技術振興機構広報課〒102-8666 東京都千代田区四番町５番地３ Tel：03-5214-8404 Fax：03-5214-8432 理化学研究所広報室報道担当 Tel: 048-467-9272 Fax：048-462-4715 E-mail：[email protected] 11