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Control of immune response and tissue homeostasis by novel IL-15-dependent innate lymphocytes

Research Project

Project/Area Number 23K27426
Project/Area Number (Other) 23H02735 (2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023)
Section一般
Review Section Basic Section 49070:Immunology-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

生田 宏一  京都大学, 医学研究科, 研究員 (90193177)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 榛葉 旭恒  京都大学, 医学研究科, 助教 (30812242)
阿部 真也  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (70972678)
谷一 靖江  京都大学, 医学研究科, 特定講師 (50432331)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Keywords自然免疫 / サイトカイン / 微小環境 / 腫瘍免疫 / 抗ウイルス免疫応答 / IL-15
Outline of Research at the Start

自然リンパ球・NK細胞・NKT細胞などの自然免疫系リンパ球は、多くが粘膜などの末梢組織に存在し、感染免疫・抗腫瘍免疫・炎症免疫疾患において重要な働きをしている。一部の自然免疫系リンパ球の分化・維持・機能には、サイトカインIL-15が必須である。研究代表者らは、IL-15に依存する複数の新規自然免疫系リンパ球サブセットを同定したが、その機能については不明の点が多い。本研究は、IL-15依存性の自然免疫系リンパ球の新規サブセットの、感染免疫・抗腫瘍免疫・炎症免疫疾患における機能を明らかにする。これにより、末梢組織における免疫応答の初期作動機構を解明し、「組織における免疫」の統合的な理解を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

自然リンパ球、NK細胞、NKT細胞などの自然免疫系リンパ球は、感染免疫応答、抗腫瘍免疫、炎症免疫疾患などにおいて重要な働きをしている。自然免疫系リンパ球の分化・維持・機能にはIL-15が必須であるが、どの細胞が作るIL-15に依存するのかという問題は未解決である。本研究は、独自に作製した細胞特異的IL-15欠損マウスを用いて、NK細胞とNKT細胞の分化・維持・機能を支える骨髄と胸腺のIL-15産生性免疫微小環境を同定し、その感染防御・抗腫瘍免疫・慢性炎症における機能を明らかにする。
新規CD244陽性循環型iNKT細胞サブセットについては、抗インテグリンalpha1抗体投与により肺のCD244陽性iNKT細胞が減少したが、CD244陰性iNKT細胞は影響を受けなかった。逆に、抗CXCR6抗体投与により肺のCD244陰性iNKT細胞が減少したが、CD244陽性iNKT細胞は変化しなかった。したがって、両iNKT細胞ではその分布を制御する機序が異なることが明らかとなった。新規IL-7R陰性ILC1サブセットについては、肝細胞特異的IL-15欠損マウスにおいてIL-7R陰性ILC1が減少すること、肝細胞特異的IL-15欠損マウスの脾臓から肝癌細胞を注入して肝臓への転移モデルを作製したところ、癌転移巣が増大していた。したがって、新規IL-7R陰性ILC1ががん細胞の転移を抑制する可能性が明らかとなった。散在型およびクラスター型NK細胞については、NK細胞の分布におけるケモカインの機能を調べるために、NK細胞特異的なCXCR4欠損マウスを作製し解析したところ、骨髄の散在型NK細胞のみが顕著に減少していた。一方、クラスター型NK細胞は差がなかった。したがって、散在型NK細胞とクラスター型NK細胞ではその分布を制御する機序が異なることが明らかとなり、機能的にも異なることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

3つの研究項目の2つについて関連する論文を公表したこと、3つの研究項目の2つにおいて新規自然免疫系リンパ球の分布機序が明らかとなったことから、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

新規IL-7R陰性ILC1サブセットについては、IL-7R陰性ILC1が減少する肝細胞特異的IL-15欠損マウスに正常マウス由来のIL-7R陰性ILC1を移入後に、肝癌細胞を注入して肝臓への転移が減少が減少するかどうかを解析することで、IL-7R陰性ILC1が抗腫瘍機能を発揮するより確かな証拠を得る。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Control of the development, distribution, and function of innate-like lymphocytes and innate lymphoid cells by the tissue microenvironment2024

    • Author(s)
      Ikuta, K., Asahi, T., Cui, G., Abe, S., and Takami, D.
    • Journal Title

      Adv. Exp. Med. Biol.

      Volume: 1444 Pages: 111-127

    • DOI

      10.1007/978-981-99-9781-7_8

    • ISBN
      9789819997800, 9789819997817
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Insights into the heterogeneity of iNKT cells: tissue-resident and circulating subsets shaped by local microenvironmental cues2024

    • Author(s)
      Cui, G., Abe, S., Kato, R., and Ikuta, K.
    • Journal Title

      Front. Immunol.

      Volume: 15 Pages: 1349184-1349184

    • DOI

      10.3389/fimmu.2024.1349184

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Liver type 1 innate lymphoid cells lacking IL-7 receptor are a native killer cell subset fostered by parenchymal niches2023

    • Author(s)
      Asahi Takuma、Abe Shinya、Cui Guangwei、Shimba Akihiro、Nabekura Tsukasa、Miyachi Hitoshi、Kitano Satsuki、Ohira Keizo、Dijkstra Johannes M、Miyazaki Masaki、Shibuya Akira、Ohno Hiroshi、Ikuta Koichi
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 12 Pages: 1-22

    • DOI

      10.7554/elife.84209

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lung group 2 innate lymphoid cells differentially depend on local IL-7 for their distribution, activation, and maintenance in innate and adaptive immunity-mediated airway inflammation2023

    • Author(s)
      Takami Daichi、Abe Shinya、Shimba Akihiro、Asahi Takuma、Cui Guangwei、Tani-ichi Shizue、Hara Takahiro、Miyata Keishi、Ikutani Masashi、Takatsu Kiyoshi、Oike Yuichi、Ikuta Koichi
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 35 Issue: 11 Pages: 513-530

    • DOI

      10.1093/intimm/dxad029

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] CD45 alleviates airway inflammation and lung fibrosis by limiting expansion and activation of ILC2s2023

    • Author(s)
      Cui Guangwei、Shimba Akihiro、Jin Jianshi、Hojo Nozomi、Asahi Takuma、Abe Shinya、Ejima Aki、Okada Shinri、Ohira Keizo、Kato Ryoma、Tani-ichi Shizue、Yamada Ryo、Ebihara Takashi、Shiroguchi Katsuyuki、Ikuta Koichi
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Issue: 36

    • DOI

      10.1073/pnas.2215941120

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hematopoietic cell-derived IL-15 supports NK cell development in scattered and clustered localization within the bone marrow2023

    • Author(s)
      Abe Shinya、Asahi Takuma、Hara Takahiro、Cui Guangwei、Shimba Akihiro、Tani-ichi Shizue、Yamada Kohei、Miyazaki Kazuko、Miyachi Hitoshi、Kitano Satsuki、Nakamura Naotoshi、Kikuta Junichi、Vandenbon Alexis、Miyazaki Masaki、Yamada Ryo、Ohteki Toshiaki、Ishii Masaru、Sexl Veronika、Nagasawa Takashi、Ikuta Koichi
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Issue: 9 Pages: 113127-113127

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.113127

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stress-induced glucocorticoids exacerbate inflammatory diseases by promoting Th17 cell differentiation2024

    • Author(s)
      榛葉旭恒、生田宏一
    • Organizer
      第52回日本免疫学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] (Pro)renin receptor controls immune responses by promoting the survival of naive T and iNKT cells2024

    • Author(s)
      宗像悟、榛葉旭恒、生田宏一
    • Organizer
      第52回日本免疫学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Bone marrow microenvironment for NK cell differentiation and localization2024

    • Author(s)
      阿部真也、榛葉旭恒、谷一靖江、長澤丘司、生田宏一
    • Organizer
      第52回日本免疫学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] グルココルチコイドが制御するIL-4/IL-17産生を介したがんの増悪機構の解析2023

    • Author(s)
      榛葉旭恒、生田宏一
    • Organizer
      Kyoto T Cell Conference 第31回学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 転写因子RORaによる1型自然リンパ球の分化制御2023

    • Author(s)
      阿部真也、加々尾萌絵、生田宏一
    • Organizer
      Kyoto T Cell Conference 第31回学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel subsets of innate-like lymphocytes and innate lymphoid cells: their development and function in anti-tumor immunity2023

    • Author(s)
      生田宏一
    • Organizer
      The 10th International Symposium at Wide River Institute of Immunology Seoul National University
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 迅速な殺細胞活性を持つ自然リンパ球を同定―肝細胞ニッチが育む免疫監視担当細胞―

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-07-12-1

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 喘息や肺線維症の発症を抑制する因子の同定―CD45による2型自然リンパ球制御機構を解明―

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-08-29-3

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] 骨髄のNK細胞の分化に造血細胞が産生するIL-15が必須である―2種類の局在を示すNK細胞の新規分化

    • URL

      https://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research-news/2023-09-20

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-18   Modified: 2024-12-25  

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