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宿主与致病微生物之间的战斗

  1. 宿主对入侵的微生物的排除反应
  2. 阐明独立于微生物感染的先天性免疫激活机制
  3. 生物体内产生的异物的排除反应

1. 宿主对入侵的微生物的排除反应

当细菌和病毒等微生物侵入生物体中时,宿主的细胞和生物组分快速消除。这是一种先天免疫反应。 微生物具有宿主中所没有的独特成分,而识别其成分的传感器存在于宿主的先天免疫细胞中。当细菌和病毒侵入宿主时,传感器会感知并开始先天免疫反应。由传感器识别的细菌和病毒的组分被称为PAMPs(病原体相关分子模式),由此产生的刺激被称为危险信号

果蝇中有若干种PAMPs受体。果蝇中存在着两种独立的先天免疫信号传导途径:一条是感染革兰氏阳性菌后激活的Toll途径,另一条是感染革兰氏阴性菌后激活的IMD途径。我们已经确定了Toll先天免疫信号所必需的新型分子Sherpa,并正在进行旨在阐明Sherpa调控Toll途径的分子机制的研究。

肠道免疫除了有识别自我和非自我的整个免疫的共同功能外,还有可以耐受特定的对象的特异性,从微生物与宿主之间的相互作用的角度来看,它是非常复杂而又有趣的。然而,肠道免疫的调节机制尚未研究透彻。因此,我们的目标是通过对免疫通路的作用和肠道致病毒素的分析来阐明部分的肠道免疫机制。

Recent Publications:

  • Hori A, Kurata S, Kuraishi T
    "Unexpected role of the IMD pathway in Drosophila gut defense against Staphylococcus aureus"
    Biochemical and Biophysical Research Communications 495: 395. (2018)
  • Kanoh H, Tong L-L, Kuraishi T, Suda Y, Momiuchi Y, Shishido F, Kurata S.
    “Genome-wide RNAi screening implicates the E3 ubiquitin ligase Sherpa in mediating innate immune signaling by Toll in Drosophila adults.”
    Sci. Signal. 400(8): ra107. (2015)
  • Kuraishi T, Binggeli O, Opota O, Buchon N, Lemaitre B.
    “Genetic evidence for a protective role of the peritrophic matrix against intestinal bacterial infection in Drosophila melanogaster.”
    Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108: 15966. (2011)
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2. 阐明独立于微生物感染的先天性免疫激活机制

许多关于识别细菌和病毒作为危险信号刺激的机制的研究到目前为止大多都已经取得了想要的结果,到了最近,人们已经明白寄主体内的某些成分也可以是危险信号。例如,细胞中残留的分子通常会在细胞死亡后流出细胞,体内的传感器就会将其感知为危险信号,引起自然免疫反应。这样的身体成分统称为DAMPs(损伤相关的分子模式)。已知由DAMPs激活先天性免疫途径深入地涉及基于慢性炎症、癌症、肥胖症和动脉硬化等的自身免疫疾病和病理状况。然而,DAMPs的分子实体及其被感知的机制尚未完全清楚。

到目前为止,我们以确定新的DMAPs为目标,已经发现果蝇幼虫提取物中的蛋白质分子具有Toll受体的新型配体活性并进行了报告。因此,我们正在为了确定活性本体而进行研究。

我们试图建立一种以果蝇为模型的无菌炎症诱导方法,并发现由于镊子的机械刺激强烈地激活了果蝇的先天免疫(下面视频)。此外,它表明已知的免疫信号传导途径(Toll,IMD途径)和应激信号传导途径(JAK / STAT,JNK,p38途径)几乎不参与依赖机械刺激的先天免疫激活。目前,为了阐明该模型系统中先天免疫诱导的分子机制,我们正在进行先天性免疫基因表达机制的分析和功能缺陷个体的遗传筛选。

Recent Publications:

  • Kenmoku H, Hori A, Kuraishi T, Kurata S “Novel mode of induction of the humoral innate immune response in Drosophila larvae” Dis. Model. Mech. 10: 271-281. (2017)
  • Kanoh H, Kuraishi T, Tong L-L, Watanabe, Nagata S, Kurata S “Ex vivo genome-wide RNAi screening of the Drosophila Toll signaling pathway elicited by a larva-derived tissue extract.” Biochemical and Biophysical Research Communications 467(2): 400-406. (2015)
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3. 生物体内产生的异物的排除反应

如上所述,细胞内的某种成分是危险信号。因此,为了避免不需要的无菌先天性免疫反应,死细胞通过吞噬细胞的吞噬作用迅速从体内消除。但其分子机制尚未完全阐明。在我们的实验室,我们正在进行旨在阐明吞噬细胞吞噬死细胞的机制的研究。

Recent Publications:

  • Nonaka S, Hori A, Nakanishi Y, Kuraishi T "Phagocytosis assay for apoptotic cells in Drosophila embryos" J. Vis. Exp. 126: e56352. 2017年
  • Okada R, Nagaosa K, Kuraishi T, Nakayama H, Yamamoto N, Nakagawa Y, Dohmae N, Shiratsuchi A, Nakanishi Y. “Apoptosis-dependent externalization and involvement in apoptotic cell clearance of DmCaBP1, an endoplasmic reticulum protein of Drosophila.” J. Biol. Chem. 287: 3138. (2012)
  • Kuraishi T, Nakagawa Y, Nagaosa K, Hashimoto Y, Ishimoto T, Moki T, Fujita Y, Nakayama H, Dohmae N, Shiratsuchi A, Yamamoto N, Ueda K, Yamaguchi M, Awasaki T, Nakanishi Y. “Pretaporter, a Drosophila protein serving as a ligand for Draper in the phagocytosis of apoptotic cells.” EMBO J 28(24): 3868-3878. (2009)
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金沢大学医薬保健学総合研究科
生体防御応答学研究室

Laboratory of Host Defense and Responses

Graduate School of Medical Sciences, Kanazawa University

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