ミトコンドリアDNA。抗微生物性自然免疫の重要な制御因子

Mitochondrial DNA: A Key Regulator of Anti-Microbial Innate Immunity.

• Saima Kausar
• Liqun Yang
• Muhammad Nadeem Abbas
• Xin Hu
• Yongju Zhao
• Yong Zhu
• Hongjuan Cui

抄録

ここ数年、ミトコンドリアDNAは免疫応答の調節因子として注目されています。ミトコンドリアDNAは、進化の起源が共通しているため、2'-デオキシリボース-チチジン-リン酸グアノシン(CpG)島としての非メチル化DNAが顕著に多く含まれており、細菌のDNAと様々な特徴を共有している。このような特徴から、ミトコンドリアDNAは自然免疫系によって病原体関連の分子パターンとして認識されているようです。通常の生理的状況では、ミトコンドリアDNAはミトコンドリアの二重膜構造に包まれていますが、病理学的状況では、ミトコンドリアDNAはミトコンドリアの二重膜構造に包まれています。しかし、病理学的な状況では、通常、ミトコンドリアDNAは細胞質に放出されます。この細胞質のミトコンドリアDNAは、NLRP3, toll-like receptor 9, stimulator of interferon genes (STING)シグナルを含む様々な自然免疫シグナル伝達経路を誘導し、下流のカスケードを誘発したり、エフェクター分子の産生を刺激したりすることが示唆されています。ミトコンドリアDNAは、ストレスや細胞損傷後の炎症性疾患に関与している。また、抗ウイルス・抗菌性の自然免疫にも関与しています。このように、ミトコンドリアDNAは細胞の代謝やエネルギー産生に重要な役割を果たしているというよりも、自然免疫の引き金となっていると考えられます。ここでは、ミトコンドリアDNAが様々な免疫シグナル伝達経路を調節して抗微生物免疫に関与していることについて、これまでの知見を紹介する。

During the last few years, mitochondrial DNA has attained much attention as a modulator of immune responses. Due to common evolutionary origin, mitochondrial DNA shares various characteristic features with DNA of bacteria, as it consists of a remarkable number of unmethylated DNA as 2'-deoxyribose cytidine-phosphate-guanosine (CpG) islands. Due to this particular feature, mitochondrial DNA seems to be recognized as a pathogen-associated molecular pattern by the innate immune system. Under the normal physiological situation, mitochondrial DNA is enclosed in the double membrane structure of mitochondria. However, upon pathological conditions, it is usually released into the cytoplasm. Growing evidence suggests that this cytosolic mitochondrial DNA induces various innate immune signaling pathways involving NLRP3, toll-like receptor 9, and stimulator of interferon genes (STING) signaling, which participate in triggering downstream cascade and stimulating to produce effector molecules. Mitochondrial DNA is responsible for inflammatory diseases after stress and cellular damage. In addition, it is also involved in the anti-viral and anti-bacterial innate immunity. Thus, instead of entire mitochondrial importance in cellular metabolism and energy production, mitochondrial DNA seems to be essential in triggering innate anti-microbial immunity. Here, we describe existing knowledge on the involvement of mitochondrial DNA in the anti-microbial immunity by modulating the various immune signaling pathways.