Research Abstract
ナノ粒子へのCpGオリゴデオキシヌクレオチドの結合様式がToll-like Receptor 9を介する分岐したサイトカイン誘導を制御する
Binding Mode of CpG Oligodeoxynucleotides to Nanoparticles Regulates Bifurcated Cytokine induction via Toll-like Receptor 9
2012年7月26日 Scientific Reports 2 : 534 doi: 10.1038/srep00534
Toll-like receptor 9（TLR9）とシトシン-リン酸-グアニン-オリゴデオキシヌクレオチド（CpG ODN）との相互作用は、免疫系を活性化する。多量体化したクラスA CpG ODNは、インターフェロンα（IFN-α）を誘導するが、インターロイキン6はあまり誘導しない。逆に、単量体のクラスB CpG ODNはインターロイキン6を誘導するが、IFN-αは誘導しない。この違いは、CpG ODN分子の多量体化が、IFN-αを誘導する主な要因であることを示唆している。そこで我々は、クラスB CpG ODN2006x3-PD分子の多量体化を行った。これらは完全にリン酸ホスホジエステル骨格からなり、量子ドットのシリコンナノ粒子へさまざまな様式で結合している。本研究では、（CpG ODNのナノ粒子表面への）結合様式に依存したサイトカイン誘導の分岐について示し、CpG ODNとTLR9との相互作用について考えられる機構を論ずる。また、今回の知見は、ナノ粒子がCpG ODNの送達だけでなく、CpG ODN活性の制御においても、役割を担うことを示唆している。
Shanmugavel Chinnathambi1, Song Chen2, Singaravelu Ganesan1 & 花方 信孝3,4
- Department of Medical Physics, Anna University（インド）
- 独立行政法人 日本学術振興会 リサーチフェロー
- 独立行政法人物質・材料研究機構 ナノテクノロジー融合ステーション
- 北海道大学大学院 生命科学院
The interaction of cytosine-phosphate-guanine oligodeoxynucleotides (CpG ODNs) with Toll-like receptor 9 (TLR9) activates the immune system. Multimeric class A CpG ODNs induce interferon-α (IFN-α) and, to a lesser extent, interleukin-6. By contrast, monomeric class B CpG ODNs induce interleukin-6 but not IFN-α. This difference suggests that the multimerization of CpG ODN molecules is a key factor in IFN-α induction. We multimerized class B CpG ODN2006x3-PD molecules that consist entirely of a phosphodiester backbone onto quantum dot silicon nanoparticles with various binding modes. Herein, we present the binding mode–dependent bifurcation of cytokine induction and discuss its possible mechanism of CpG ODN and TLR9 interaction. Our discoveries also suggest that nanoparticles play roles in not only delivery of CpG ODNs but also control of CpG ODN activity.
