共同研究報告書提出

共同研究報告書

研究区分	一般研究
研究課題	ストレスによる昆虫サイトカイン活性化機構の解析
新規・継続の別	新規
研究代表者／所属	佐賀大農学部
研究代表者／職名	教授
研究代表者／氏名	早川洋一

研究分担者／氏名／所属／職名
	氏　　名	所　　属	職　　名
1	龍田勝輔	佐賀大総合分析センター	助教
2	松本均	佐賀大農学部	非常勤研究員
3	落合正則	北大低温研

研究目的	昆虫は低温を始め様々な環境ストレスに曝されながらも、生息域を拡大してきた。その生存戦略の中でも、病原微生物の感染から身を守る生体防御系の発達は重要な戦略機構であることは間違いない。昆虫は哺乳類のような獲得免疫系を持たず自然免疫系のみで身を守る。ただ、自然免疫活性は体外からの異物侵入や病原菌の感染によってのみ影響を受ける訳ではなく、異物侵入を伴わない種々のストレスによっても変動する。しかし、その調節機構に関する研究は哺乳類においてさえ十分とは言い難く、重要な研究課題となっている。本研究では、獲得免疫系を持たない昆虫を用いて、この異物侵入非依存的な自然免疫活性調節機構を明らかにする。

研究内容・成果	今年度は、主にアワヨトウとカイコを実験材料に用い、昆虫サイトカインであるGrowth-blocking peptide(GBP)の非感染ストレスによる活性化調節機構の解明を目指した。具体的には前駆体GBP(proGBP)の活性化に関与するプロセシング酵素の精製と活性調節機構の解析を行った。GBPは、通常（非ストレス条件下）でも脂肪体で常に一定の発現を維持している為、proGBPは血清中に比較的高濃度存在している。proGBPのC末端側にコードされている活性型GBPペプチド領域が、様々なストレス条件下でプロテアーゼによる切断を受けて活性型GBPへとプロセシングされること、さらに、この反応には特異的セリン型プロテアーゼが寄与することを確認した。このセリン型プロテアーゼこそ、proGBPプロセシング酵素であり、この酵素も不活性型で存在することを証明できた。すなわち、ストレス条件下で、まず、GBPプロセシング酵素が活性化しなければ、ProGBP→GBPという活性化も起きないことになる。今回の研究で、この不活性型プロセシング酵素の活性化には、血球由来のタンパク質が関与することが明らかになった。さらに、この活性化タンパク質因子によるプロセシング酵素活性化作用には、過酸化水素のような活性酸素種(reactive oxygen species， ROS)による刺激が必要であることが判明した。ROSが血球からの活性化タンパク質因子の放出に関与しているか？あるいは、活性化タンパク質因子自体に直接作用しているか？については、現時点で明らかになっておらず、目下、解析中である。こうした活性化タンパク質因子の精製と作用機序の解析を進める一方で、プロセシング酵素の単離・精製も進めており、現時点で完全精製まであと一歩という段階にある。今後、活性化タンパク質因子、プロセシング酵素とも精製を完了させ、ペプチドシーケシングを行うべく、研究を進める予定である。

成果となる論文・学会発表等	1) Ryuda， M.， Tabuchim M.， Matsumoto， M.， Matsumura， T.， Ochiai， M.， Hayakawa， Y.， 2017， A gene-driven recovery mechanism: Drosophila larvae increase feeding activity for post-stress weight recover Archive of Insect Biochemistry and Physiology， 96:e21421. 2) Sung， E.J.， Ryuda， M.， Matsumoto， H.， Uryu， O.， Ochiai， M.， Cook， M.E.，Yi， N.Y， Wang， H.， Putney， J.W.， Bird， G.S.， Shears， S.B.， Hayakawa， Y.， 2017 Cytokine signaling through Drosophila Mthl10 ties lifespan to environmental stress. Proc. Nat. Acad. Sci. USA， 114， 13786-13791.