炎症性サイトカインによる腸管上皮細胞の再生誘導の解析
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22K08469
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
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| Research Institution | National Hospital Organization, Kyushu Medical Center (Clinical Institute) |
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Principal Investigator |
高嶋 秀一郎 独立行政法人国立病院機構九州医療センター(臨床研究センター), その他部局等, 血液内科医師 (70622116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊繁 吉謙 九州大学, 大学病院, 講師 (40619706)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | GVHD / 同種造血幹細胞移植 / 腸管オルガノイド / IFN-gamma / MYC / STAT1 / 腸幹細胞 / 上皮再生 / 炎症性サイトカイン |
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| Outline of Research at the Start |
移植片対宿主病（GVHD）は同種造血幹細胞移植の重大な合併症であり、その克服は移植成績の向上に必須である。新規治療の開発にはその病態解明が必要であり、我々は主要標的臓器である腸管に注目した。腸管GVHDの病理組織像は同時進行する上皮細胞の傷害と再生で特徴づけられる。しかし炎症性サイトカインの上皮再生への関与は明らかになっていない。本研究課題では先行研究の成果に基づき炎症性サイトカイン、特にインターフェロンガンマがGVHDにおける上皮細胞の再生に直接かかわっている可能性についてヒト検体とマウスモデルを用いた検証を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
先行研究の腸管オルガノイドを使用した実験でインターフェロンガンマ（IFNg）による腸管上皮の増殖促進効果が腸管上皮のSTAT1発現とMycの発現誘導に依存していることが明らかになっていた。我々はSTAT1とMycの関連について探索するため腸管上皮細胞特異的なStat1欠損マウスとそのコントロールマウスから小腸の腸管オルガノイドを作成し、IFNgを加えてオルガノイドの遺伝子発現をreal time PCR法で評価した。その結果、Myc遺伝子の発現がStat1依存性に亢進することがわかり、さらに腸幹細胞の細胞周期の制御に重要でMycの標的遺伝子でもあるCcnd1の発現亢進もStat１依存性にみられた。この結果はIFNgによる腸管上皮の増殖はIFNg→STAT1→MYC→CCND1の経路に従って生じることを示唆する。
さらに先行研究では何の処置もしていないNaiveマウスやGVHDを発症しない同系移植後のマウスと比較して同種移植後にGVHDを発症したレシピエントマウスで腸管上皮のうち、増殖が盛んな陰窩領域にc-Mycの発現向上を認めた。このc-Mycの誘導もSTAT1に依存するかどうかを検証するため腸管上皮細胞特異的なStat1欠損マウスをレシピエントとして移植実験を実施した。同種移植後の陰窩領域のc-Mycの発現亢進はStat1欠損マウスでは認められず、Stat１依存性であることが明らかになった。これはStat1がIFNgのシグナル伝達に不可欠なことを考えるとマウス腸管上皮で細胞増殖に関連したIFNg-Stat1-Mycのシグナル伝達経路が存在することを示唆する結果と考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題で検証すべき仮説として設定した腸管上皮細胞におけるIFNg-Stat1-Mycのシグナル伝達経路の増殖刺激効果についてマウス腸管オルガノイドにおいてほぼ明らかにすることができた。今後はStat1が直接的にMycの発現を亢進させているかどうかの検証を行う予定である。またGVHD発症マウスの腸管上皮、特に細胞増殖が盛んな陰窩領域に認められたc-Mycの発現亢進にStat1に依存することを明らかにできた。これは腸管オルガノイドを用いたin vitroの実験結果とも一致している。今後の検証ではGVHD発症マウスの腸管上皮におけるc-Mycの機能的な役割の解明が待たれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
腸管オルガノイドを用いて腸管上皮でIFNg-Stat1-Mycの関連についてさらに詳細なシグナル伝達経路の解析を行う。具体的にはこれまであまり明らかにされていないStat1によるMycの発現亢進についてそのメカニズムの解明を目指す。
また、GVHDを発症したマウスの腸管上皮におけるMycの機能的な解析をすすめる。具体的にはMycの半欠失マウスを使用する予定であるが、同マウスの作成が遅延しているため代替手段として選択的Myc阻害剤の全身投与を行ってその効果を検証する方法も検討中である。
ヒト臨床検体を用いた解析については引き続き、検体の収集を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
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[Presentation] T細胞はインターフェロンガンマと腸幹細胞のSTAT1を 介して上皮再生を促進する2022
Author(s)
Shuichiro Takashima, Roshan Sharma, Suze A. Jansen, Takahiro Ito, Winston Chang, Anastasiya Egorova, Jason Kuttiyara, Ya-Yuan Fu, Hiromi Iwasaki, Chen Liu, Nicolas Robine, Linas Mazutis, Caroline A. Lindemans, and Alan M. Hanash
Organizer
第84回日本血液学会学術集会
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[Presentation] Donor-Derived Amphiregulin Drives CD4+ T Cell Expansion and Promotes Tissue Pathology after Experimental Allogeneic BMT2022
Author(s)
Takahiro Ito, Shuichiro Takashima, Marco Calafiore, Ya-Yuan Fu, Anastasiya Egorova, Jason Kuttiyara, Winston Chang, Paola Vinci, Viktor Arnhold, Dietmar Zaiss, Alan M. Hanash
Organizer
64th ASH Annual Meeting and Exposition
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