PD-1/PD-L1シグナル調節による霊長類胎盤の浸潤性獲得機序の解明

• Project/Area Number: 22K09582
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 岡宮 稜子 東海大学, 医学部, 助教 (10908974)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石本 人士 東海大学, 医学部, 教授 (10212937) ; 後藤 優美子 東海大学, 医学部, 客員講師 (50624574)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: PD-1 / PD-L1 / 胎盤 / 霊長類 / 浸潤性胎盤

Outline of Research at the Start

子宮筋層への胎盤浸潤性の低下は、胎盤の虚血から妊娠高血圧症候群や胎児発育不全の発症に繋がり、また流産とも関連する。よって胎盤浸潤メカニズムを明らかにすることは、これらの新たな予防法・治療法を開発する上で重要である。本研究では、ヒトと同様に浸潤性のあるコモンマーモセットの胎盤組織および各種ヒト絨毛癌細胞株を用いて、胎児に由来する胎盤絨毛の栄養膜細胞が発現するPD-L1関連シグナル分子と、浸潤・上皮間葉転換調節関連分子等の発現の関連性を解析し、PD-L1と母体由来Tリンパ球が発現するPD-1との相互作用が、胎盤の浸潤性の獲得あるいは亢進に関わるかを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

細胞性栄養膜細胞(CTB)の分化の一型である絨毛外TB(EVT)の浸潤性が低下すると、子宮らせん動脈の拡張不全から胎盤への血流が減少し、妊娠高血圧腎症の発症を惹起すると考えられる。この浸潤メカニズムを明らかにすることは、妊娠高血圧腎症の新たな治療・予防法を開発する上で重要である。PD-1(programmed cell death 1)は活性化T細胞の表面に発現する受容体で、PD-L1 (programmed cell death ligand 1)は癌細胞などが発現し、PD-1と結合するとPD-1発現T細胞は疲弊して死滅する。よってPD-1またはPD-L1を阻害する免疫チェックポイント阻害剤は抗腫瘍効果を持つ。我々は胎盤ではPD-1/PD-L1経路が妊娠免疫寛容に関与し、EVTの浸潤性が増強しているのではないかという作業仮説を立てた。本年度の検討で、ヒト胎盤と、ヒト胎盤に比べ浸潤性のやや低いコモンマーモセットの胎盤を、免疫組織染色とフローサイトメトリーで解析すると、両者の絨毛膜や脱落膜にPD-1発現T細胞を認め、TBにはPD-L1 が発現していた。またヒト絨毛癌細胞株（BeWo, JEG-3)について、PD-1/PD-L1と浸潤・上皮間葉転換調節関連分子であるTrkBの発現を解析したところ、絨毛癌細胞株ではPD-L1の発現は低いがTrkBが高発現であることが判明した。さらにヒトCTBのin vitro培養では、細胞の分化につれ、PD-L1とTrkB 発現が変化することがフローサイトメトリー解析で示された。以上より、絨毛癌細胞では浸潤性が免疫調節機能に対して優位であるが、TBではPD-L1とTrkBの両者を経時的に発現調節することにより、胎盤のPD-1発現T細胞の疲弊作用、母児間免疫応答の抑制作用、脱落膜へのEVT浸潤作用などの機能を協調的に調節している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

我々は胎盤ではPD-1/PD-L1経路が妊娠免疫寛容に関与し、EVTの浸潤性が増強しているのではないかという作業仮説を立てたが、現在までにその仮説に沿った研究成果が得られており、研究の進捗状態は良好である。

Strategy for Future Research Activity

今年度までの研究で、機能解析が可能なPD-L1を発現する絨毛癌細胞株およびcytotrophoblast培養系、フローサイトメトリーを用いた解析系を構築しており、今後このような実験系を活用し、ヒトとコモンマーモセットの栄養膜細胞や胎盤免疫担当細胞間で、進化的に保存される浸潤関連分子を抽出したり、PD-L1発現と ERK、MMP等の浸潤関連分子の発現を解析し、栄養膜細胞浸潤のしくみを明らかにする計画である。