重力依存的な胸腺組織微小環境の機能制御

• Project Area: "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE"
• Project/Area Number: 16H01631
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research (2017); The University of Tokyo (2016)
• Principal Investigator: 秋山 泰身 国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, チームリーダー (50327665)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2017: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2016: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 重力 / 免疫 / 胸腺 / 免疫学 / ストレス / 細胞・組織

Outline of Annual Research Achievements

免疫系に対する宇宙滞在や重力場変動の影響に関し、これまで数多くの研究が行われてきた。免疫系の恒常性維持には、血球系細胞だけでなく、それらを産生、選択、維持する免疫組織の微小環境を形成する細胞（上皮系細胞、間質系細胞など）が必要である。しかしながら、宇宙環境リスクによる免疫組織微小環境の変動やそのロバスト性に関しては、ほとんど研究がなされていない。そこで本課題は、胸腺を構成する上皮細胞に対する重力の影響を明らかにすることを目的とした。
１．「胸腺環境を形成する細胞に対する後肢懸垂の影響」：マウス後肢懸垂マウスは宇宙滞在の地上モデルとして利用される。胸腺は、外部環境の変化により最も影響を受けやすい免疫組織の一つであるが、どの胸腺構成細胞が後肢懸垂により影響を受けるのか詳細に調べられていなかった。14日間後肢懸垂したマウスの胸腺をフローサイトメーターや免疫組織染色で解析したところ、胸腺のT細胞の比率には大きな影響がないが、胸腺の微小環境を形成する胸腺上皮細胞が減少していた。また尾部懸垂したマウスから胸腺上皮細胞を単離し、RNA-seq法を用いて尾部懸垂により変動する遺伝子群を同定した。
2．「微重力が胸腺に与える影響」：国際宇宙ステーションの微重力下で滞在したマウス、微重力状態で人工的に1Gを負荷したマウス、地上対象マウスの免疫組織（胸腺、脾臓、リンパ節）を採取した。胸腺の重量は微重力マウスで減少し、1G負荷マウスにより減少が抑制された。胸腺の構築をヘマトキシリンーエオシン染色で検討したところ、顕著な違いは見られなかった。一方で、免疫組織染色を行ったところ、ケラチン5陽性胸腺上皮細胞の分布に異常が見られた。これらの結果は、長期の微重力負荷は、胸腺におけるT細胞分化には大きな変化を与えないが、胸腺上皮細胞の維持に影響することを示唆している。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 特集 宇宙の極限環境から生命体の可塑性をさぐる Ⅱ.宇宙滞在の高次機能への影響 免疫機能に対する宇宙滞在の影響 (2018)
  • Author(s): 秋山 泰身、堀江 健太、良永 理子、秋山 伸子
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 69 Issue: 2 Pages: 147-151
  • DOI: 10.11477/mf.2425200778
  • ISSN: 0370-9531, 1883-5503
  • Year and Date: 2018-04-15
• [Journal Article] Development of intestinal M cells and follicle-associated epithelium is regulated by TRAF6-mediated NF-κB signaling. (2018)
  • Author(s): Kanaya T, Sakakibara S, Jinnohara T, Hachisuka M, Tachibana N, Hidano S, Kobayashi T, Kimura S, Iwanaga T, Nakagawa T, Katsuno T, Kato N, Akiyama T, Sato T, Williams IR, Ohno H.
  • Journal Title: J Exp Med. Volume: 5;215(2) Issue: 2 Pages: 501-519
  • DOI: 10.1084/jem.20160659
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Chemical Synthesis of D-glycero-D-manno-Heptose 1,7-Bisphosphate and Evaluation of Its Ability to Modulate NF-κB Activation (2017)
  • Author(s): Inuki Shinsuke、Aiba Toshihiko、Kawakami Shota、Akiyama Taishin、Inoue Jun-ichiro、Fujimoto Yukari
  • Journal Title: Organic Letters Volume: 19 Issue: 12 Pages: 3079-3082
  • DOI: 10.1021/acs.orglett.7b01158
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 重力依存的な胸腺組織微小環境の機能制御 (2017)
  • Author(s): 秋山 泰身 , 良永 理子 , 秋山 伸子
  • Journal Title: 腎と骨代謝 Volume: 30 Pages: 169-175
• [Journal Article] Aireを発現する髄質上皮細胞の分化機構 (2017)
  • Author(s): 秋山泰身、良永理子、秋山伸子
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー科 Volume: 67 Pages: 99-105
  • NAID: 40021064269
• [Journal Article] Identification of embryonic precursor cells that differentiate into thymic epithelial cells expressing autoimmune regulator. (2016)
  • Author(s): Akiyama N, Takizawa N, Miyauchi M, Yanai H, Tateishi R, Shinzawa M, Yoshinaga R, Kurihara M, Demizu Y, Yasuda H, Yagi S, Wu G, Matsumoto M, Sakamoto R, Yoshida N, Penninger JM, Kobayashi Y, Inoue J, Akiyama T.
  • Journal Title: The Journal of Experimental Medicine Volume: 213 Issue: 8 Pages: 1441-1458
  • DOI: 10.1084/jem.20151780
  • NAID: 120006532434
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ground-based assessment of JAXA mouse habitat cage unit by mouse phenotypic studies (2016)
  • Author(s): Shimbo M, Kudo T, Akiyama T, Akiyama N, Sasanuma H, Yoshida N, Zhou R, Wang YY, Ito T, Kokubu Y, Noguchi TA, Ishimine H, Kurisaki A, Shiba D, Mizuno H, Shirakawa M, Ito N, Takeda S, Takahashi S.（他22名25番目）
  • Journal Title: Experimental Animals Volume: 65 Issue: 2 Pages: 175-187
  • DOI: 10.1538/expanim.15-0077
  • NAID: 130005152402
  • ISSN: 0007-5124, 1341-1357, 1881-7122
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Regional regulation of filiform tongue papillae development by Ikkα/Irf6 (2016)
  • Author(s): Kawasaki M, Kawasaki K, Oommen S, Blackburn J, Watanabe M, Nagai T, Kitamura A, Maeda T, Liu B, Schmidt-Ullrich R, Akiyama T, Inoue J, Hammond NL, Sharpe PT, Ohazama A,
  • Journal Title: Developmental Dynamics Volume: 245 Issue: 9 Pages: 937-946
  • DOI: 10.1002/dvdy.24427
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] システム生物学と免疫系の自己-非自己識別 (2016)
  • Author(s): 秋山泰身、小林徹也
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 259 Pages: 839-842
• [Journal Article] 転写因子Spi-Bによる免疫寛容制御機構 (2016)
  • Author(s): 秋山泰身、良永理子、秋山伸子
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー科 Volume: 65 Pages: 185-190
• [Presentation] 重力変動によるリンパ組織胸腺の擾乱 (2017)
  • Author(s): 堀江 健太、良永 理子、秋山 伸子、秋山 泰身
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第31回大会
• [Presentation] Aire陽性髄質上皮細胞に分化するRANK発現前駆細胞の同定 (2017)
  • Author(s): 秋山 泰身
  • Organizer: 胸腺研究会
  • Place of Presentation: 芝蘭会館、京都市
  • Invited
• [Presentation] TNF receptor family RANK and CD40 signaling promote development of mature conventional dendritic cells in the thymus (2017)
  • Author(s): 秋山 泰身
  • Organizer: International Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 芝蘭会館、京都市
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantitative analysis of T cell repertoire and homeostasis (2016)
  • Author(s): 秋山 泰身
  • Organizer: 日本生物物理学会第54回年会
  • Place of Presentation: つくば国際会議場、つくば市
  • Invited
• [Presentation] 重力変化による胸腺機能の擾乱 (2016)
  • Author(s): 秋山 泰身
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第30回大会
  • Place of Presentation: 愛知医科大学、長久手市
  • Invited
• [Presentation] Novel embryonic precursor cells of medullary thymic epithelial cells expressing Aire (2016)
  • Author(s): 秋山 泰身
  • Organizer: ThymUS 2016
  • Place of Presentation: Maui、Hawaii, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Aire陽性髄質上皮細胞に分化するRANK発現前駆細胞の同定 (2016)
  • Author(s): 秋山伸子、良永理子、井上純一郎、秋山泰身
  • Organizer: 京都T細胞会議
  • Place of Presentation: 延暦寺会館、大津市
• [Presentation] 胸腺樹状細胞の成熟あるいは維持におけるRANKシグナルの役割 (2016)
  • Author(s): 良永理子、秋山伸子、井上純一郎、秋山泰身
  • Organizer: 京都T細胞会議
  • Place of Presentation: 延暦寺会館、大津市
• [Presentation] What is the role of lymphotoxin beta-receptor signaling in the development and function of medullary thymic epithelial cells? (2016)
  • Author(s): 秋山伸子、良永理子、井上純一郎、秋山泰身
  • Organizer: 第45回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター、宜野湾市