立命館大学大学院薬学研究科の山口慎一朗さん（博士課程後期）、同大学大学院生命科学研究科の謝祺琳さん（2022 年度博士課程前期修了）、同大学生命科学部の笠原浩太助教（現 JT 医薬総合研究所研究員）、同大学薬学部の中山勝文教授、名古屋大学大学院医学系研究科の豊國伸哉教授らの研究チームは、カーボンナノチューブ（CNT）を認識するヒト免疫受容体を発見しました。本研究成果は、2023 年 4 月 7 日 0 時（日本時間）に、イギリスの科学雑誌「Nature Nanotechnology」に掲載されました。なお本研究は、JST 戦略的創造研究推進事業チーム型研究（CREST）の研究領域「細胞外微粒子に起因する生命現象の解明とその制御に向けた基盤技術の創出」および JST 戦略的創造研究推進事業個人型研究（さきがけ）の研究領域「生体における微粒子の機能と制御」の支援を受けて、東北大学大学院情報科学研究科の木下賢吾教授らとの共同研究により行ったものです。

【ポイント】

○ CNT は次世代ナノ材料^※1 として大きく期待されているものの、一部の CNT はアスベスト様の毒性が懸念されており、その毒性発現分子機構は不明であった。
○ 独自のインシリコ探索^※2 により、世界で初めて CNT を認識するヒト免疫受容体を発見した。
○ マクロファージ^※3 がその免疫受容体を用いて CNT を貪食^※4 して炎症を引き起こすことを明らかにした。
○ 本研究で見いだした免疫受容体および炎症シグナルを標的とした健康被害の予防・治療法の開発が期待される。

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【用語説明】

^※1 ナノ材料
粒径がおよそ 100 nm 以下の材料を示し、次世代の産業技術基盤として、多岐にわたる分野での利用が期待されている。

^※2 インシリコ探索
コンピューター上で仮想実験に基づいて、候補物質を探索する手法を意味する。本研究では、この手法により約 150,000 種のタンパク質三次元構造の中から芳香族アミノ酸クラスターを持つ受容体を探索した。

^※3 マクロファージ
免疫細胞の一つで、体内に侵入した病原性微生物などを貪食するなどして生体防御の砦として重要な役割を担う。その一方で過剰な炎症を引き起こして病気を誘発することもある。

^※4 貪食
マクロファージなどが異物を細胞内に取り込み、消化し、分解する作用を示す。

【論文情報】

論 文 名 ： Carbon nanotube recognition by human Siglec-14 provokes inflammation
（Siglec-14 はカーボンナノチューブを認識して炎症を引き起こす）

著者名および所属：Shin-Ichiro Yamaguchi^1,2,12, Qilin Xie^2,3,12, Fumiya Ito^2,4, Kazuki Terao¹, Yoshinobu Kato¹, Miki Kuroiwa¹, Satoshi Omori⁵, Hideo Taniura⁶, Kengo Kinoshita^5,7,8,9, Takuya Takahashi³, Shinya Toyokuni^2,4,10, Kota Kasahara^2,3,11,*, and Masafumi Nakayama^1,2,*
（山口慎一朗，謝祺琳，伊藤文哉，寺尾和希，加藤 慶宜，黒岩美希，大森聡，谷浦秀夫，木下賢吾，高橋卓也，豊國伸哉，笠原浩太，中山勝文）
¹Laboratory of Immunology and Microbiology, College of Pharmaceutical Sciences, Ritsumeikan University, Kusatsu, Japan
²CREST, Japan Science and Technology Agency (JST), Kawaguchi, Japan
³Computational Structural Biology Laboratory, College of Life Sciences, Ritsumeikan University, Kusatsu, Japan
⁴Department of Pathology and Biological Responses, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya, Japan
⁵Graduate School of Information Sciences, Tohoku University, Sendai, Japan
⁶Laboratory of Neurochemistry, College of Pharmaceutical Sciences, Ritsumeikan University, Kusatsu, Japan
⁷Tohoku Medical Megabank Organization, Tohoku University, Sendai, Japan
⁸Advanced Research Center for Innovations in Next-Generation Medicine, Tohoku University, Sendai, Japan
⁹Department of In Silico Analyses, Institute of Development, Aging and Cancer (IDAC), Tohoku University, Sendai, Miyagi 980-8575, Japan
¹⁰Center for Low Temperature Plasma Science, Nagoya University, Nagoya, Japan
¹¹Current address: Central Pharmaceutical Research Institute, Japan
Tobacco Inc., Takatsuki, Japan
¹²Contributed equally
^*Corresponding author

発表雑誌：Nature Nanotechnology

掲載日：2023 年 4 月 7 日 0 時（日本時間）
DOI： 10.1038/s41565-023-01363-w
URL： https://www.nature.com/articles/s41565-023-01363-w

【研究代表者】

大学院医学系研究科　豊國 伸哉　教授
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/hospital/departments/quality_p-s/