ヒト樹状細胞前駆細胞株とT細胞クローンを用いた新規アレルギー感作性評価法の開発

• Project/Area Number: 21K12256
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 63030:Chemical substance influence on environment-related
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 溝口 出 東京医科大学, 医学部, 講師 (00569527)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 善本 隆之 東京医科大学, 医学部, 教授 (80202406)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: アレルギー感作性 / 動物実験代替法 / Th2細胞株 / 単球細胞株 / 呼吸器感作性 / in vitro細胞共培養系 / T細胞クローン / DC前駆細胞株

Outline of Research at the Start

化学物質のアレルギー感作性を評価する動物実験代替法として、我々は、最近、ヒト気道上皮細胞株と末梢血単球由来未成熟樹状細胞（DC）、線維芽細胞株の3種類の細胞を用いてそれぞれ3次元培養した後、順に重ね、生体の気道上皮を真似た3次元DC共培養系や、さらに、そこへナイーブCD4+T細胞を加えた3次元DC/T共培養系を開発し、Th2分化を指標に、呼吸器と皮膚の感作性の識別ができる可能性を見出した。そこで、本研究では、さらに、汎用性を向上させるため、ヒト末梢血単球由来DC前駆細胞株やT細胞クローンを作製して検討し、Th2分化を指標に、in vitroの新しいアレルギー感作性評価法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、汎用性を改善するため、プリマリーのヒトナイーブCD4+T細胞の代わりに、ヒト単球株CD14-MLとヒトTh2細胞株を用いた2ステップ3次元DC/T共培養系の確立とその有効性について検討を行った。
①T細胞株の作製：単球株CD14-ML由来DCをLPS刺激で成熟化し、ヒトアロ反応性CD4+T細胞をTh1およびTh2分化条件で頻回刺激を繰り返し、アロ抗原特異的Th1/Th2細胞株を作製し、IFN-gとIL-4の産生をELISAで確認した。現在、限界希釈法により、さらに、Th1/Th2細胞クローンを作製中である。
②単球株CD14-ML由来未成熟DCとT細胞株を用いた2ステップ3次元DC/T共培養系の構築：単球株CD14-ML由来未成熟DCと上述のアロ抗原特異的Th2細胞株を用いて、DC/T共培養系に応用し、代表的な呼吸器感作性化学物質としてOrtho-phthaldialdehyde（OPA）と代表的な皮膚感作性化学物質としてOxazolon（OXA）を用いて刺激すると、48時間後の培養上清のELISAにより、IL-4産生がOXAに比べOPA刺激で強く、IL-2産生は両者で変わらず、IFN-g産生はOXAに比べOPA刺激で低い傾向であった。
③複数の感作性化学物質での検討：さらに、2つずつの代表的な呼吸器感作性化学物質としてOrtho-phthaldialdehyde（OPA）とOxazolon（OXA）、代表的な皮膚感作性化学物質としてFormaldehyde (FA)と2,4-Dinitrochlorobenzene (DNCB)を用いて同様に刺激しても、いずれも皮膚感作性化学物質に比べ、呼吸器感作性化学物質でIL-4産生が高く、両者の識別が可能である可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Development of an in vitro sensitization test using a coculture system of human bronchial epithelium. (2023)
  • Author(s): Tanabe I, Yoshida K, Ishikawa S, Ishimori K, Hashizume T, Yoshimot T, Ashikaga T.
  • Journal Title: Altern Lab Anim. Volume: 51(6) Issue: 6 Pages: 387-400
  • DOI: 10.1177/02611929231204823
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Promising Needle-Free Pyro-Drive Jet Injector for Augmentation of Immunity by Intradermal Injection as a Physical Adjuvant (2023)
  • Author(s): Jukito Sonoda,Izuru Mizoguchi,Shinya Inoue,Aruma Watanabe,Ami Sekine,Miu Yamagishi,Satomi Miyakawa,Natsuki Yamaguchi,Eri Horio,Yasuhiro Katahira,Hideaki Hasegawa,Takashi Hasegawa,Kunihiko Yamashita and Takayuki Yoshimoto
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 24 Issue: 10 Pages: 9094-9094
  • DOI: 10.3390/ijms24109094
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Potent antitumor effects of the conditioned medium of bone marrow-derived mesenchymal stem cells via IGFBP-4. (2023)
  • Author(s): Furusaka Y, Inoue S, Mizoguchi I, Hasegawa H, Katahira Y, Watanabe A, Sakamoto E, Sekine A, Miyakawa S, Umezu T, Owaki T, Yoneto T, Yoshimoto T.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: in press Issue: 6 Pages: 2499-2514
  • DOI: 10.1111/cas.15789
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chemical- and Drug-Induced Allergic, Inflammatory, and Autoimmune Diseases via Haptenation. (2023)
  • Author(s): Sakamoto E, Katahira Y, Watanabe A, Furusaka Y, Sekine A, Yamagishi M, Sonoda J, Miyakawa S, Inoue S, Hasegawa H, Yo K, Yamaji F, Toyoda T, Mizoguchi I, Yoshimoto T.
  • Journal Title: Biology (Basel) Volume: 12(1) Issue: 1 Pages: 123-123
  • DOI: 10.3390/biology12010123
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Induction of potent antitumor immunity by intradermal <scp>DNA</scp> injection using a novel needle‐free pyro‐drive jet injector (2022)
  • Author(s): Inoue Shinya、Mizoguchi Izuru、Sonoda Jukito、Sakamoto Eri、Katahira Yasuhiro、Hasegawa Hideaki、Watanabe Aruma、Furusaka Yuma、Xu Mingli、Yoneto Toshihiko、Sakaguchi Naoki、Terai Kazuhiro、Yamashita Kunihiko、Yoshimoto Takayuki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 114 Issue: 1 Pages: 34-47
  • DOI: 10.1111/cas.15542
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A novel coculture system for assessing respiratory sensitizing potential by IL-4 in T cells. (2022)
  • Author(s): Izuru Mizoguchi, Yasuhiro Katahira, Shinya Inoue, Eri Sakamoto, Aruma Watanabe, Yuma Furusaka, Atsushi Irie, Satoru Senju, Yasuharu Nishimura, Shusaku Mizukami, Kenji Hirayama, Sou Nakamura, Koji Eto, Hideaki Hasegawa, Takayuki Yoshimoto
  • Journal Title: ALTEX Volume: - Pages: 204-216
  • DOI: 10.14573/altex.2111181
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Water-Absorbing Bioadhesive Poly(Acrylic Acid)/Polyvinylpyrrolidone Complex Sponge for Hemostatic Agents (2022)
  • Author(s): Ito Tomoko、Yamaguchi Shingo、Soga Daisuke、Ueda Keisuke、Yoshimoto Takayuki、Koyama Yoshiyuki
  • Journal Title: Bioengineering Volume: 9 Issue: 12 Pages: 755-755
  • DOI: 10.3390/bioengineering9120755
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Preparation of a Bioadhesive Poly(Acrylic Acid)/Polyvinylpyrrolidone Complex Gel and Its Clinical Effect on Dental Hemostasis (2022)
  • Author(s): Ito Tomoko、Yamaguchi Shingo、Soga Daisuke、Yoshimoto Takayuki、Koyama Yoshiyuki
  • Journal Title: Gels Volume: 8 Issue: 8 Pages: 462-462
  • DOI: 10.3390/gels8080462
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Rap1 prevents colitogenic Th17 cell expansion and facilitates Treg cell differentiation and distal TCR signaling (2022)
  • Author(s): Ishihara Sayaka、Sato Tsuyoshi、Fujikado Noriyuki、Miyazaki Haruka、Yoshimoto Takayuki、Yamamoto Hiromitsu、Fukuda Shinji、Katagiri Koko
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 5 Issue: 1 Pages: 206-223
  • DOI: 10.1038/s42003-022-03129-x
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A chaperone-like role for EBI3 in collaboration with calnexin under inflammatory conditions. (2021)
  • Author(s): Watanabe A, Mizoguchi I, Hasegawa H, Katahira Y, Inoue S, Sakamoto E, Furusaka Y, Sekine A, Miyakawa S, Murakami F, Xu M, Yoneto T, Yoshimoto T.
  • Journal Title: Front Immunol. Volume: 12 Pages: 757669-757669
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.757669
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL-23p19 and CD5 antigen-like form a possible heterodimeric cytokine and contribute to experimental autoimmune encephalomyelitis development. (2021)
  • Author(s): Hasegawa H, Mizoguchi I, Orii N, Inoue S, Katahira Y, Yonteo T, Mingli X, Miyazaki T, Yoshimoto T
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 11(1) Issue: 1 Pages: 5266-5266
  • DOI: 10.1038/s41598-021-84624-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interleukin-1β in peripheral monocytes is associated with seizure frequency in pediatric drug-resistant epilepsy. (2021)
  • Author(s): Yamanaka G, Takamatsu T, Morichi S, Yamazaki T, Mizoguchi I, Ohno K, Watanabe Y, Ishida Y, Oana S, Suzuki S, Kashiwagi Y, Takata F, Sakuma H, Yoshimoto T, Kato M, Kawashima H
  • Journal Title: J Neuroimmunol. Volume: 352 Pages: 577475-577475
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2021.577475
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Microbial antigen-presenting extracellular vesicles derived from genetically modified tumor cells promote antitumor activity of dendritic cells (2021)
  • Author(s): Tomoko Ito, Kikuya Sugiura, Aya Hasegawa, Wakana Ouchi, Takayuki Yoshimoto, Izuru Mizoguchi, Toshio Inaba, Katsuyuki Hamada, Masazumi Eriguchi, Yoshiyuki Koyama
  • Journal Title: Pharmaceutics Volume: 13 Issue: 1 Pages: 57-69
  • DOI: 10.3390/pharmaceutics13010057
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 化学物質が誘発する自己免疫性白斑症の発症機序とその予測 (2024)
  • Author(s): 善本隆之
  • Organizer: 東京医科大学・医総研Annual Meeting 2023
• [Presentation] 呼吸器と皮膚感作性物質の識別を可能にするTh2細胞株を応用した改良版2ステップDC/T共培養系の開発 (2023)
  • Author(s): 溝口 出、片平泰弘、長谷川英哲、渡邉有麻、関根碧水、園田寿樹心、山岸美宇、善本隆之
  • Organizer: 第36回日本動物実験代替法学会
• [Presentation] インターフェロン誘導機能を持つアデノウイルス由来の小分子核酸「VA-RNA」の細胞外小胞によるデリバリーとその抗腫瘍効果 (2023)
  • Author(s): 小山義之、溝口 出、善本隆之、伊藤智子
  • Organizer: 第39回日本DDS学会学術集会
• [Presentation] イミキモド誘導性乾癬モデルにおけるストレス応答性MAPキナーゼASK1の役割とその作用機序 (2023)
  • Author(s): 長谷川英哲、渡邉有麻、溝口 出、片平泰弘、関根碧水、山岸美宇、園田寿希心、宮川聡美、前田龍郎、原田和俊、大久保ゆかり、善本隆之
  • Organizer: 第38回日本乾癬学会総会・学術大会
• [Presentation] 生体組織接着性ポリアクリル酸／ポリビニルピロリドン複合体の形成挙動とその臨床応用 (2023)
  • Author(s): 伊藤智子、中村賢一、大内彩歌、片平泰弘、長谷川英哲、溝口 出、善本隆之、小山義之
  • Organizer: 第45回日本バイオマテリアル学会
• [Presentation] A novel alternative method for evaluation of sensitizing potential by T cell. (2022)
  • Author(s): Mizoguchi I.
  • Organizer: ICCA-LRI workshop
• [Presentation] Protective effect of conditioned medium of immortalized stem cells from human exfoliated deciduous tooth on the peripheral neuropathy of experimental autoimmune neuritis. (2022)
  • Author(s): Hasegawa H, Sakamoto E, Katahira Y, Miyakawa S, Murakami F, Inoue S, Watanabe A, Furusaka Y, SekineA, Owaki T, Mizoguchi I, Yoshimoto T.
  • Organizer: JSICR/MMCB 2022 Joint Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 不死化したヒト脱落乳歯歯髄幹細胞の培養上清投与による実験的自己免疫性神経炎の治療効果 (2022)
  • Author(s): 善本隆之、長谷川英哲、片平泰弘、井上槙也、古阪悠馬、坂本恵梨、渡邉有麻、宮川聡美、大脇敏之、溝口 出
  • Organizer: 第21回日本再生医療学会総会
• [Presentation] Inhibitory effects of bone marrow-derived mesenchymal stem cells on tumor growth and its possible molecular mechanism. (2022)
  • Author(s): Furusaka Y, Katahira Y, Hasegawa H, Umezu T, Mizoguchi I, Yoneto T, Yoshimoto T.
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Conditioned medium of immortalized stem cells from human exfoliated deciduous tooth exhibit protective effect on the peripheral neuropathy of experimental autoimmune neuritis. (2022)
  • Author(s): Sakamoto E, Hasegawa H, Katahira Y, Miyakawa S, Watanabe A, Mizoguchi I, Yoshimoto T.
  • Organizer: 第51回日本免疫学会総会・学術集会
• [Presentation] IL-27/IL-35共通サブユニットEBI3によるシャペロン分子カルネキシンを介したIL-23Raの新しい蛋白質発現安定化機構 (2021)
  • Author(s): 溝口 出、井上槙也、長谷川英哲、片平泰弘、善本隆之
  • Organizer: 第85回本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 新しい無針ジェットインジェクターによるDNAの皮内投与による抗原特異的CTLと抗体産生誘導の増強 (2021)
  • Author(s): 井上槙也、溝口 出、片平泰弘、坂口奈央樹、寺居和宏、山下邦彦、善本隆之
  • Organizer: 第80回日本癌学会学術総会
• [Presentation] ヒトT細胞の活性化・分化誘導を指標に感作性・アレルギー誘発性を評価する新規代替法の開発 (2021)
  • Author(s): 溝口 出、片平泰弘、坂本恵梨、井上槙也、古阪悠馬、渡邉有麻、関根碧水、宮川聡美、長谷川英哲、徐 明利、米戸敏彦、善本隆之
  • Organizer: 第34回日本動物実験代替法学会
• [Presentation] Protective effect of conditioned media of immortalized stem cells from human exfoliated deciduous teeth on the formation of acute pressure ulcers via HGF and VEGF. (2021)
  • Author(s): Katahira Y, Inoue S, Hasegawa H, Watanabe A, Mizoguchi I, Yoshimoto T.
  • Organizer: 第50回日本免疫学会総会・学術集会
• [Presentation] Intradermal inoculation of plasmid DNA by a novel pyro-drive jet injector induces potent antitumor immunity. (2021)
  • Author(s): Inoue S, Mizoguchi I, Hideaki H, Katahira Y, Watanabe A, Sakaguchi N, Terai K, Yamashita K, Yoshimoto T.
  • Organizer: 第50回日本免疫学会総会・学術集会