Investigation of the relation between age-related estradiol fluctuation and pro-/anti-inflammatory effects in transplant immune response.
| Project/Area Number |
23K19490
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0803:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | Osaka Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
前之園 良一 大阪医科薬科大学, 医学部, 助教 (20976831)
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| Project Period (FY) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 移植免疫 / 臓器移植 / 女性ホルモン / estradiol / 性差 |
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| Outline of Research at the Start |
これまでの医学研究では一部の疾患を除き男性（雄）由来の研究検体で検討されてきた経緯があったが、昨今ではジェンダードイノベーションの観点から医学研究を行うことも重要になってきている。
移植研究では主要組織適合性について深く検討されてきた一方で、老化による生体内変化や男女差など一見移植に関係のない因子が与える影響については、大きく注目されてこなかった。本研究はestradiolが免疫細胞の免疫応答や炎症促進・抑制に関わる遺伝子発現にどのように影響を与えるかを調べることで、性ホルモンと免疫抑制メカニズムの関連を解明し、最終的には個々人に合わせた免疫抑制方法を模索することを目的としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
免疫老化がrecipientの腎グラフト生着率の延長に寄与し、それに対して老年donorに由来する移植腎がグラフト生着率低下に影響を及ぼすことが知られていた。研究代表者は過去の研究で、米国臨床データベース解析及び動物実験モデルでの検証から、卵巣摘除/estradiol補充mouse modelでは、性ホルモンの一つであるestradiol濃度変化がCD4+ T cellのTh1/iTregへの分極状況に影響を及ぼすことを示し、臓器移植の生着に関連する可能性を示唆してきた。
つまり年齢依存的に変化する女性ホルモンはCD4+ T cellの機能変化に影響を及ぼし、その結果として若い女性におけるグラフト生着率が同年齢の男性と比べて低下する可能性を示している。しかしながら、過去の研究ではB cellや抗原提示細胞などの動態を示していない。グラフト生着にはCD4+ T cellのみならず抗原提示細胞やドナー特異的抗体を産生するB cellの動きにも大きく依存する為、まずは全体での免疫担当細胞の動きを示す必要があった。
C57BL/6雌マウスをそれぞれ卵巣摘除群 (ovx)および対照群 (sham surgery: sham)に割りつけた。移植２週間前に卵巣摘除およびsham surgeryを行うことで、十分に女性ホルモンを除去した雌マウスの脾臓より脾細胞を分離しフローサイトメーターを用いて免疫細胞のプロファイリングを行った。今回の検証では女性ホルモンの低下は細胞性免疫機能を下げる一方で、液性免疫機能を上げる可能性があることが今回の検証で示された。
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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
移植２週間前に処置を行い、ovx群で有意に血清estradiolが低下 (ovx, 2.1±1.1 pg/mL; young female mice, 14.2±7.9 pg/mL; old female mice, 2.5±0.5 pg/mL)、閉経時のestradiol濃度を模倣するマウスを作成した。
マウス脾臓よりsingle cell suspensionを作成し蛍光抗体 (CD3, CD4, CD8, CD11cおよびCD19)で表面抗原の標識を行ったのちフローサイトメーターでpopulationの比較を行った。まず検証の妥当性を再評価するためにCD4+およびCD8+ T cellの比較を行い、過去の研究と同様の結果が得られた。つまりovx群では、sham群と比較して有意にCD4+T cell (ovx vs. sham, 21.60±0.72 vs. 25.43±0.60, p = 0.0021)とCD8+T cell (ovx vs. sham, 8.83±0.06 vs. 10.50±0.30, p = 0.0007)が低下しており、以後に続く検証の妥当性の評価を行うことが出来た。
続いてCD11c+ dendritic cell (DC)とCD19+ B cellがどのように変化するかどうかを検証した。興味深いことにDCはovx群で有意に低下しておりT cellと同様の動きを示した (ovx vs. sham, 7.42±0.57 vs. 9.12±0.06, p = 0.007)一方で、CD19+ B cellは逆にovx群で有意に増加していたことが分かった (ovx vs. sham, 55.17±0.32 vs. 48.37±0.99, p = 0.0003)。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回得られた結果から、加齢による女性ホルモンの低下は、細胞性免疫機能を下げる一方で液性免疫機能を上げる可能性があることが示された。
次の段階として、今回得られた結果が細胞内シグナル系で違いが生じているのかどうかを検討する為に、同様のマウスモデルを用いて脾臓から分離したT cellからmRNA抽出を行い、炎症促進性・炎症抑制性にかかわるStat1、Stat4、Stat5、T-bet、Foxp3の発現の差を、qPCR法で比較検討する。加えてこれらの事象が免疫抑制のキードラッグであるタクロリムスを投与することで、Tリンパ球の分極や転写因子の発現状況に影響を及ぼすかどうかの検討も必要となる。
Estradiol枯渇やestradiol補充が抗原提示細胞の一つであるdendric cellに変化をもたらすかどうかフローサイトメーターを用いて分画を解析するために、さらに表面抗原であるCD11b、CD11c、MHC IIと細胞内サイトカインであるTNFα、IFN-γを標識することで、細かくプロファイリングを行う。また今回CD19+ Bリンパ球がTリンパ球と反対の動きを示したことから、CD27とIgDを用いて細かい分類していくことが必要になると考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
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[Journal Article] Transplanting old organs promotes senescence in young recipients2024
Author(s)
Iske J、Roesel MJ.、Martin F、Schroeter A、Matsunaga T、Maenosono R、Tripathi U、Xiao Y、Nian Y、Caldarone BJ.、Vondran FWR.、Sage PT、Azuma H、Abdi R、Elkhal A、Pirtskhalava T、Tchkonia T、Kirkland JL、Zhou H、Tullius SG
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Journal Title
American Journal of Transplantation
Volume: 24
Issue: 3
Pages: 391-405
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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