2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Analysis and synthesis of multi-dimensional immune organ network |
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24111004
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
高濱 洋介 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究センター, 教授 (20183858)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 免疫学 / 胸腺 / 胸腺上皮細胞 / ストローマ細胞 / Tリンパ球分化 / レパトア選択 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胸腺は、免疫システムの司令塔として自己と非自己の識別を担うＴリンパ球を分化させるとともに、産生するＴリンパ球の抗原認識特異性が自己生体に有用でしかも寛容であるように選択する。Ｔリンパ球の分化と選択を担う胸腺の微小環境を特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分化と機能、特にそれらを裏打ちする分子機構は未だ明確ではない。私たちは皮質上皮細胞に特異的に発現され、CD8Ｔ細胞の正の選択に必要な胸腺プロテアソームとその構成鎖beta5tを同定するとともに、髄質上皮細胞に高く発現されＴ細胞の自己寛容確立に必須のケモカインCCL21とサイトカイン受容体RANKを見出し、胸腺微小環境の形成と機能を担う分子機構解析に先鞭をつけてきた。そこで本研究では、これら胸腺微小環境を特徴づける分子の機能解析と更なる分子同定を推進している。
平成２７年度は、beta5t欠損RAG1欠損TCRトランスジェニックマウスを作製しモノクローナルＴ細胞の分化と機能の詳細な解析を完遂することによって、胸腺上皮細胞依存性の正の選択とは、Ｔ細胞の抗原特異性レパトア選択だけでなく、Ｔ細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスであることを明らかにした。また、前年度までに作製してきたbeta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスをtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して時期限定doxycycline投与によるEGFP発現細胞を解析することによって、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、胎生期から新生仔期までのbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞に由来すること、成体期のbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞は髄質上皮細胞の生成・維持・退縮からの回復に殆ど寄与しないことを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
beta5t欠損RAG1欠損TCRトランスジェニックマウスを作製しモノクローナルＴ細胞の分化と機能の詳細な解析を完遂することによって、胸腺上皮細胞依存性の正の選択とは、Ｔ細胞の抗原特異性レパトア選択だけでなく、Ｔ細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスであることを明らかにした成果は、胸腺における「正の選択」とは何かに関する全く新しいコンセプトを提示した。免疫システム形成機構の本質理解に大きな進展を与えると考えられた（Nature Immunology誌に論文掲載）。また、独自に作製を進めてきたbeta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスをtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して様々な時期にdoxycycline投与によるEGFP発現解析を完遂することにより、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、成体期のbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞は殆ど寄与しないことを明らかにした結果は、将来的に退縮胸腺の回復技術の開発を図るうえで重要で有用な知見と考えられた（Cell Reports誌に論文掲載）。このほかにも、CCL21a遺伝子座にtdTomatoあるいはCreをノックインしたマウスの作製に成功し、胸腺上皮細胞の髄質と皮質への系列分岐の機構解明に有用なマウス系統として解析を進展させている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度までの成果を勘案しつつ、次の４点を中心に更なる研究を推進する。（１）胸腺微小環境の機能を特徴づける分子の同定と機能解析：胸腺の皮質と髄質それぞれを特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分子発現解析により同定してきた、皮質上皮細胞に特異的なβ5tや髄質上皮細胞に高発現されるCCL21,XCL1,RANKを手がかりにTリンパ球分化選択の機構解析を進めるとともに、未だ機能不明の分子の同定と機能解析を進める。（２）胸腺微小環境の形成を特徴づける分子の同定と機能解析：皮質上皮細胞特異的に発現されるβ5t遺伝子座にCreやrtTAをノックインしたマウスを作成してきているので、それらを用いて胸腺上皮細胞の系譜分岐動態解析を進める。また、それらの解析から明らかにされてきた系譜分岐の中間にあたる細胞を対象とする分子発現解析結果をもとに胸腺上皮細胞の分化・分岐を担う転写因子を同定する。（３）胸腺と他の器官との連携に関する解析：加齢や感染に応じた胸腺の退縮に、他の免疫器官からの未知シグナルの関与が示唆されている。そこで、胸腺再凝縮器官などでの胸腺ストローマ細胞に対する効果測定を指標に、胸腺退縮制御因子を探索する。（４）胸腺微小環境の生体内再構築技術の開発：マウス腎臓皮膜下への細胞塊の移植実験系等にて、胸腺上皮細胞亜集団の移植やβ5tやAireなど胸腺上皮細胞固有分子の発現によって、皮質または髄質の胸腺微小環境を人為的に生体内に再構築できるか探索する。
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[Journal Article] Dynamic spatio-temporal contribution of single β5t+ cortical epithelial precursors to the thymus medulla.2016
Author(s)
Mayer CE, Zuklys S, Zhanybekova S, Ohigashi I, Teh HY, Sansom SN, Shikama-Dorn N, Hafen K, Macaulay IC, Deadman ME, Ponting CP, Takahama Y, Hollander GA.
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Journal Title
Eur J Immunol.
Volume: 46
Pages: 846-856
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Protection from diet-induced obesity and insulin resistance in mice lacking CCL19-CCR7 signaling.2015
Author(s)
Sano T, Iwashita M, Nagayasu S, Yamashita A, Shinjo T, Hashikata A, Asano T, Kushiyama A, Ishimaru N, Takahama Y, Nishimura F.
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Journal Title
Obesity.
Volume: 23
Pages: 1460-1471
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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