| Project/Area Number |
23K07829
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
片桐 孝和 金沢大学, 保健学系, 准教授 (60621159)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
細川 晃平 金沢大学, 附属病院, 准教授 (10786239)
エスピノザ ホルヘルイス 金沢大学, 保健学系, 准教授 (30621213)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
|
|---|
| Keywords | iPS細胞 / HLA / 自己免疫疾患 / 造血幹細胞 / 骨髄移植 / 免疫不全マウス / 自己免疫性骨髄不全 / 疾患モデル |
|---|
| Outline of Research at the Start |
特発性再生不良性貧血（AA）は、細胞傷害性T細胞（cytotoxic T lymphocyte: CTL）が自己の造血幹前駆細胞（hematopoietic stem progenitor cell: HSPC）を攻撃することで発症する自己免疫性骨髄不全症である。本研究では、①エピトープの提示に関わるHLAクラスI分子、②自己のHSPCを傷害するCTL-TCRトランスフェクタント、③患者iPS細胞から誘導したHSPCを用いて、CTLの標的分子を同定する。また、BRGSマウスへの骨髄移植実験により疾患モデルを創出し、各造血クローンによる造血再構築における選択的な造血制御メカニズムを解明する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
特発性再生不良性貧血（Aplastic anemia, AA）は、造血幹前駆細胞（Hematopoietic stem progenitor cell, HSPC）上の何らかの分子を認識する細胞傷害性T細胞（Cytotoxic T lymphocyte, CTL）がHSPCを破壊することによって発症する自己免疫疾患である。AA患者の約30％では、HSPC上のHLA分子の発現に何らかの異常が認められる。具体的には、1) 第6番染色体短腕（6p）の片親性ダイソミー（Loss of heterozygosity, LOH）、2) HLA-B*40:02遺伝子に起きる遺伝子異常に基づくHLA-B61分子の欠失、3) HLA分子の機能喪失型変異を起こす遺伝子異常があげられる。このようなHLA遺伝子領域で起きる不可逆的な体細胞遺伝子異常を起点としたHLA分子の発現低下により、HSPCはCTLからの攻撃を回避し、恒常的に造血を支持することが可能となる。このようなCTLを主軸とした病態の理解が進む一方、炎症性サイトカインの病態形成への関与は不明である。
本研究では、AA患者の骨髄において高濃度で検出されるIFN-γに焦点を当て、AA患者から作製したiPS細胞由来HSPCによる造血を再構築したBRGSマウスを用いて、AAの造血に特異的な制御を解明することを目的としている。
研究の結果、まずiPS細胞を用いてAA患者特異的造血マウスモデルの創出に成功した。このマウスモデルをplatformとして造血制御メカニズムを解析した結果、IFN-γ刺激によるアポトーシス関連転写因子の発現が造血クローン間で大きく異なることが明らかとなり、AAの免疫病態においてHLA(-)HSPCがクローン性造血を獲得する分子基盤的メカニズムを初めて解明した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
HSPCの造血能に対するIFN-γの制御メカニズムを解明するため、臍帯血（Umbilical cord blood, UCB）由来のHSPCおよび免疫不全マウス（BRGSマウス）において構築した患者造血におけるIFN-γの影響を解析した。また、AA患者から樹立したiPS細胞からHSPCを誘導し、異なる造血クローンに対するIFN-γの造血制御について解析した。さらに、IFN-γ受容体を介して細胞死を制御するとされるインターフェロン調節因子1（IRF1）、リン酸化シグナル伝達因子・転写活性化因子1（pSTAT1）、およびリン酸化シグナル伝達因子・転写活性化因子3（pSTAT3）の発現を解析し、IFN-γによるアポトーシスの誘導メカニズムを造血クローン間で比較した。
研究の結果、HLA(-)HSPCとは異なり、WT-HSPCの造血および分化はIFN-γにより制御されることを見出した。また、WT-HSPCではIFN-γによりCD119の発現が有意に亢進し、アポトーシスを促進する下流シグナルの転写経路が活性化されることが明らかとなった。特筆すべきことに、IFN-γはWT-HSPCにおいてアポトーシスの調節因子であるpSTAT3の発現を低下させたのに対し、HLA(-)HSPCではその発現が有意に亢進した。つまり、IFN-γ刺激後のアポトーシス経路に関与する転写因子の発現が造血クローン間で異なり、IFN-γによるHSPCの選択的な造血制御がクローン性造血を促進し、HLA(-)HSPCにより持続的に造血が維持されている可能性が示唆された。
|
| Strategy for Future Research Activity |
AAの免疫病態におけるIFN-γの影響とクローン性造血の分子基盤的な獲得メカニズムの一端を解明することに成功した。また、本研究においてAA関連患者の集積を進める過程で、非ウイルス性・非免疫原性の原因不明の肝炎に続発し、6か月以内にAAを発症した患者を20例以上特定した。過去の文献では「比較的若年男性に多い肝炎関連AA」とされているものの、原因や病態などの詳細は依然として不明である。
今後の研究では、肝炎関連AA患者検体を用いて、網羅的SNPアレイ解析とFCM解析によりHLA欠失血球の保有頻度を明らかにする。そして疾患の責任HLA遺伝子を同定する。また、本疾患では、治療介入の遅れが死亡リスクを顕著に増大させるため、肝炎のみならずAAの続発を想定した治療戦略を早期に検討する必要がある。そのために、患者iPS細胞とBRGSマウスを用いて肝炎関連AAモデルを構築し、疾患の原因と病態を解明する。これらの基礎研究を足掛かりとして、プレシジョン・メディシンの実現を目指し、肝炎関連AAのリスク評価および発症・増悪を早期に検出する臨床検査法の開発を行う。
|
