エキソソーム中のミトコンドリアDNAは抗ウイルス応答の前兆となる

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スペインのマドリッドにあるカルロス3世 国立循環器研究センター（CNIC）の研究者らは、ウイルスやバクテリアなどの病原体に早期に対応する免疫システムの防御機構に関する貴重な情報を提供している。
2018年7月9日にネイチャーコミュニケーションズのオンラインで公開されたこの研究データは、免疫系の異なる細胞コンポーネントがどのようにして病原体に効果的な反応を起こすかを説明している。

CNICの研究者らは、ある種のナノベシクルに含まれるミトコンドリアDNAが、抗ウイルス遺伝子プログラムの活性化を引き起こすレセプター細胞に警戒状態を引き起こすと特定した。エキソソームとして知られるこれらのナノベシクルは、Tリンパ球によって産生され、細胞間接触を介して樹状細胞によって捕捉される。

病原体に対する免疫応答は、Tリンパ球と抗原提示細胞、特に樹状細胞との間の特異的相互作用を必要とし、免疫シナプスとして知られるプロセスである。 この過程で、細胞表面に存在するレセプター結合とそのリガンド、およびエキソソームの移動の両方によって、細胞間情報が交換されることが、研究者らによって説明されている。

今まで、免疫シナプス後のT細胞における活性化経路が研究されてきた。 しかしながら、受容されたシグナルの同一性および樹状細胞に対するそれらの機能的効果は、あまり注目されてこなかった。

プリンセサ病院長、マドリード自治大学免疫学教授であるCNICの細胞間コミュニケーショングループのFrancisco Sánchez-Madridk教授は、以前、免疫シナプスの間にエキソソームを樹状細胞に転移させるT細胞の能力を述していた。

この論文は、「抗原接触を介した活性化T細胞からのDNA含有細胞外ベシクルによる樹状細胞のプライミング（Priming of Dendritic Cells by DNA-Containing Extracellular Vesicles from Activated T Cells Through Antigen-Driven Contacts.）」と題されている。

研究者らは、この新しい研究で、これらのナノベシクルが「ミトコンドリア起源のDNAとタンパク質を運んでいる」ことを示しているとSánchez Madrid教授は述べた。


研究者らによると、エキソソームに存在するDNAは、細胞核の外側のDNAの存在を検出するcGAS / STING経路を介して抗ウイルス遺伝子の発現を増加させることに直接関与している。 Daniel Torralba博士は、「それは病原体に対する抗ウイルス応答が活性化されるように、免疫系の警告シグナルのようなものだ。」と説明した。
この研究では、エキソソーム内包物の獲得後、ウイルス感染を防御する「抗ウイルス遺伝子の発現」が誘導されることが証明されている。

研究者らは、ミトコンドリアDNAが異なる動物モデルを使用しており、ゆえにシナプス中にミトコンドリアDNAの転移が起こったことが証明された。 このため、Torralba博士とFrancesc Baixauli博士は、José Antonio Enriquez教授やProteomics and Genomics Unitなどの他のCNICグループと協力しており、パンプローナのCIMA研究センターや他のスペイン機関の研究者も参加している。

前記のエキソソームによって媒介されるDNA転移は、レシピエント細胞に機能的な影響を及ぼす。約1600個の遺伝子の発現は、T細胞エキソソームの存在下で樹状細胞において修飾される。さらに、改変遺伝子の大部分は、ウイルス感染に対する防御に関与している。

これらの知見は、免疫シナプス後に開始される細胞プロセスの理解、および自然免疫および適応免疫系の細胞コンポーネントがどのように伝達されて病原体に効果的に応答するかの理解に寄与するものである。

【BioQucik News：Mitochondrial DNA in Exosomes Is Warning That Initiates Antiviral Response】

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