二次リンパ組織ストローマ細胞の性状と機能

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Analysis and synthesis of multi-dimensional immune organ network
• Project/Area Number: 24111005
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 宮坂 昌之 大阪大学, その他部局等, 名誉教授 (50064613)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 片貝 智哉 新潟大学, 医歯学系, 教授 (00324682) ; 梅本 英司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90452440) ; 早坂 晴子 近畿大学, 理工学部, 准教授 (70379246)
• Project Period (FY): 2012-06-28 – 2017-03-31
• Keywords: 免疫学 / リンパ節 / ストローマ細胞 / リンパ球 / 樹状細胞

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者の宮坂、研究分担者の梅本は、フィンランドTurku大学の竹田彰、Sirpa Jalkanen, Marko Salmi博士らと共同で、リンパ節線維芽様細網細胞（fibroblastic reticular cell; FRC）が産生するautotaxin (ATX)が血清中のlysophosphatidylcholineに働いて局所的にLPA (lysophosphatidic acid)を産生し、LPAがリンパ球上のLPA受容体LPA2に働いてリンパ節内におけるＴリンパ球移動を正に制御することを明らかにした（eLife, 2016）。LPAは、LPA2を介してＴ細胞内でRho/ROCK/myosin II経路を活性化し、細胞運動性を正に制御するとともに、接着性を負に制御し、リンパ節実質中の隘路でのＴ細胞の動きを促進する。また、LPAは高内皮細静脈（HEV）でも産生されるが、この場合にはLPAはLPA4, LPA6という2種類のLPA受容体を介して内皮細胞に選択的に働き、内皮細胞の運動性を亢進させることにより、内皮細胞層のリンパ球通過を促進する（Int Immunol., 2016）。
研究分担者の早坂は、東北大の高岡洋輔、京大の濱地格博士と共同で、運動中のＴ細胞上でのケモカイン受容体の局在を示す方法を新たに開発した（投稿準備中）。
研究分担者の片貝は、理研の齋藤隆博士らと共同でclass I-restricted T cell-associated molecule (CRTAM)という分子を発現するＴ細胞が腸管に移動してCD4+ 細胞障害性細胞（CTL）として機能することを示した（J Exp Med., 2016）。
以上、これらの知見は、当初の実験計画を越える成果であり、研究はきわめて順調に進んでいる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究代表者の宮坂および分担者の梅本は、生理活性リン脂質であるLPAがリンパ節内で高内皮細静脈内皮細胞や線維芽様細網細胞により局所的に産生され、一部はLPA4, LPA6受容体を介して内皮細胞に働くとともに、一部はLPA2受容体を介してＴリンパ球に働き、細胞内でRho/ROCK/myosin II経路を活性化して、細胞骨格actomyosin系を調節し、細胞接着性を負に制御するとともに細胞運動性を正に制御することを明らかにし、生理活性リン脂質LPAのリンパ球移動における役割を世界に先駆けて分子レベルで明らかにした。LPA産生酵素であるautotaxin (ATX)は上記の細胞以外にリンパ節を包む脂肪細胞においても高い産生が見られるが、現在のところ、脂肪組織でのATX/LPAの機能については不明である。
研究分担者の早坂は、リンパ節ストローマ細胞が産生するケモカインのリンパ球に対する作用機序を分子レベルで解明を図っており、これまでに細胞表面でのケモカイン受容体局在を明らかにする方法を新たに開発するとともに、受容体の多量体化の機能的意義に関して研究を進め、興味深い結果が得られつつある。
研究分担者の片貝の研究では、これまで殆どがCD8+と考えられていた細胞障害性細胞にはCD4+でCRTAMという分子を発現するものがあり、この細胞が腸管に移動して局所での生体防御で重要な役割を果たすことが世界に先駆けて明らかになった。またかねてから進めているリンパ節ストローマ細胞各種サブセットにおける新規分子の探索は現在、順調に進んでいる。
これらのことから、われわれの研究はおおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

研究代表者の宮坂、研究分担者の梅本、早坂は、生理活性リン脂質が持つ免疫細胞動態制御能についてさらに研究を発展させていくとともに、ストローマ細胞が産生するsphingosine-1-phosphageの生体内作用機序について明らかにすべく、研究を推し進める。さらに、宮坂、梅本は、高内皮細静脈周囲にプリンヌクレオチド（ATP, ADP）分解活性が高濃度に存在することから、その機能的意義についてフィンランドの研究グループと共同して解析を進めている。また、これとともに、神経系が果たす免疫細胞動態制御の役割についても検討を進めている。
研究分担者の片貝は、これまでに得られた複数の細胞特異的マーカーを駆使し、新たに同定されたリンパ節ストローマ細胞サブセットの性状を確定することを試みる。また、現在作成を進めている間質細胞特異的レポーター／誘導性遺伝子改変マウス系統のストローマ細胞解析への適応性についても検討する。
これらの研究により、これまで不明であったストローマ細胞の多様性の分子的根拠が明らかになるとともに、個々のストローマ細胞サブセットの機能解明がなされることが期待され、これまで免疫細胞のみが注目されてきた免疫系の機能調節におけるストローマ細胞の機能が明らかになることが期待される。

Remarks

リンパ球が体内をパトロールする機構には不明なことが多かった。今回、リンパ球の動きにはリゾホスファチジン酸（LPA）という脂質が重要な役割をすることが明らかになった。LPAはリンパ節で産生され、直接、リンパ球に働き、そのパトロール能力を促進する。LPAの前駆物質は一部の食品や生薬にも含まれていることから、食事と健康の観点からも今後の研究が期待される。この結果は国際誌eLifeの2月号に掲載された。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Turku(Finland)
  • Country Name: Finland
  • Counterpart Institution: University of Turku
• [Int'l Joint Research] University of Pecs(Hungary)
  • Country Name: Hungary
  • Counterpart Institution: University of Pecs
• [Int'l Joint Research] Gachon University(韓国)
  • Country Name: KOREA (REP. OF KOREA)
  • Counterpart Institution: Gachon University
• [Int'l Joint Research] Univ of Cincinnati College of Medicine(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Univ of Cincinnati College of Medicine
• [Journal Article] Fibroblastic reticular cell-derived lysophosphatidic acid regulates confined intranodal T-cell motility. (2016)
  • Author(s): Takeda A, Kobayashi D, Aoi K, Sasaki N, Sugiura Y, Igarashi H, Tohya K, Inoue A, Hata E, Akahoshi N, Hayasaka H, Kikuta J, Scandella E, Ludewig B, Ishii S, Aoki J, Suematsu M, Ishii M, Takeda K, Jalkanen S, Miyasaka M, Umemoto E.
  • Journal Title: eLife Volume: 5:e10561 Pages: -
  • DOI: 10.7554/eLife.10561
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Lysophosphatidic acid receptors LPA4 and LPA6 differentially promote lymphocyte transmigration across high endothelial venules in lymph nodes. (2016)
  • Author(s): Hata E, Sasaki N, Takeda A, Tohya K, Umemoto E, Akahoshi N, Ishii S, Bando K, Abe T, Kano K, Aoki J, Hayasaka H, Miyasaka M.
  • Journal Title: Int Immunol. Volume: in press Pages: -
  • DOI: 10.1093/intimm/dxv072
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Small intestinal eosinophils regulate TH17 cells by producing IL-1 receptor antagonist. (2016)
  • Author(s): *Sugawara R, *Lee E-J, Jang MS, Jeun E-J, Hong C-P, Kim J-H, Park A, Yun CH, Hong S-W, Kim Y-M, Seoh J-Y, Jung YJ, Surh CD, Miyasaka M, Yang B-G, Jang MH. (*equal contribution)
  • Journal Title: J Exp Med. Volume: 213 Pages: 555-567
  • DOI: 10.1084/jem.20141388
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Divergence of vascular specification in visceral lymphoid organs - genetic determinants and differentiation checkpoints. (2016)
  • Author(s): Kellermayer Z, Hayasaka H, Kajtar B, Simon D, Robles EF, Martinez-Climent JA, Balogh P.
  • Journal Title: Int Rev Immunol. Volume: In press Pages: -
  • DOI: 10.3109/08830185.2015.1059427
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] CRTAM determines the CD4+ cytotoxic T lymphocyte lineage. (2016)
  • Author(s): Takeuchi A, Badr Mel S, Miyauchi K, Ishihara C, Onishi R, Guo Z, Sasaki Y, Ike H, Takumi A, Tsuji NM, Murakami Y, Katakai T, Kubo M, Saito T.
  • Journal Title: Exp Med. Volume: 213 Pages: 123-138
  • DOI: 10.1084/jem.20150519
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL-10-producing lung interstitial macrophages prevent neutrophilic asthma. (2016)
  • Author(s): Kawano H, Kayama H, Nakama T, Hashimoto T, Umemoto E, Takeda K.
  • Journal Title: Int Immunol. Volume: in press Pages: -
  • DOI: 10.1093/intimm/dxw012
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lypd8 promotes the segregation of flagellated microbiota and colonic epithelia. (2016)
  • Author(s): Okumura R, Kurakawa T, Nakano T, Kayama H, Kinoshita M, Motooka D, Gotoh, K, Kimura T, Kamiyama N, Kusu T, Ueda Y, Wu H, Iijima H, Barman S, Osawa H, Matsuno H, Nishimura J, Ohba Y, Nakamura S, Iida T, Yamamoto M, Umemoto E, Sano K, Takeda K.
  • Journal Title: Nature Volume: in press Pages: -
  • DOI: 10.1038/nature17406
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lysophosphatidic acid as a regulator of lymphocyte trafficking in the lymph nodes. (2015)
  • Author(s): Takeda A, Umemoto E, Miyasaka M.
  • Journal Title: Translational Cancer Research Volume: 4 Pages: 537-543
  • DOI: 10.3978/j.issn.2218-676X.2015.09.03
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The endothelial protein Plvap in lymphatics controls the entry of lymphocytes and antigens into lymph nodes. (2015)
  • Author(s): Rantakari P, Auvinen K, Jappinen N, Kapraali M, Valtonen J, Karikoski M, Gerke H, Iftakhar-E-Khuda I, Keuschnigg J, Umemoto E, Tohya K, Miyasaka M, Elima K, Jalkanen S, Salmi M.
  • Journal Title: Nat Immunol. Volume: 16 Pages: 386-396
  • DOI: 10.1038/ni.3101
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dual functions of Rap1 are crucial for T-cell homeostasis and prevention of spontaneous colitis. (2015)
  • Author(s): Ishihara S, Nishikimi A, Umemoto E, Miyasaka M, Saegusa M, Katagiri K.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 6 Pages: 8982
  • DOI: 10.1038/ncomms9982.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL-1β in eosinophil-mediated small intestinal homeostasis and IgA production. (2015)
  • Author(s): Jung Y, Wen T, Mingler MK, Caldwell JM, Wang YH, Chaplin DD, Lee EH, Jang MH, Woo SY, Seoh JY, Miyasaka M, Rothenberg ME.
  • Journal Title: Mucosal Immunol. Volume: 8 Pages: 930-942
  • DOI: 10.1038/mi.2014.123
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The HIV-1 gp120/CXCR4 axis promotes CCR7 ligand-dependent CD4 T cell migration: CCR7 homo- and CCR7/CXCR4 hetero-oligomer formation as a possible mechanism for up-regulation of functional CCR7. (2015)
  • Author(s): Hayasaka H, Kobayashi D, Yoshimura H, Nakayama EE, Shioda T, Miyasaka M.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10 Pages: e0117454
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0117454
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Discovery of a drug targeting microenvironmental support for lymphoma cells by screening using patient-derived xenograft cells. (2015)
  • Author(s): Sugimoto K, Hayakawa F, Shimada S, Morishita T, Shimada K, Katakai T, Tomita A, Kiyoi H, Naoe T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 5 Pages: 13054
  • DOI: 10.1038/srep13054
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Fibroblastic reticular cell-derived lysophosphatidic acid regulates confined intranodal T-cell motility. (2016)
  • Author(s): Takeda A, Umemoto E, Jalkanen S, Miyasaka M.
  • Organizer: Keystone Symposia Conference: Stromal Cells in Immunity (Q4)
  • Place of Presentation: Keystone, Colorado, USA
  • Year and Date: 2016-02-07 – 2016-02-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The endothelial protein PLVAP in lymphatics controls the entry of antigens into the lymph nodes. (2016)
  • Author(s): Auvinen K, Rantakari P, Jappinen N, Miyasaka M, Jalkanen S, Salmi M.
  • Organizer: Keystone Symposia Conference: Stromal Cells in Immunity (Q4)
  • Place of Presentation: Keystone, Colorado, USA
  • Year and Date: 2016-02-07 – 2016-02-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] CCR7 homo-oligomerization regulates CCR7 ligand dependent cell migration. (2015)
  • Author(s): Kobayashi D, Ochi H, Muroka K, Miyasaka M, Hayasaka H.
  • Organizer: The 38th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • Place of Presentation: Kobe Portopia Hotel, etc (Kobe, Hyogo)
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Trans-lymphatic endothelial passage of antigens and cells from the subcapsular sinus into the parenchyma in lymph nodes. (2015)
  • Author(s): Miyasaka M, Sasaki N, Takeda A, Umemoto E.
  • Organizer: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center (Sapporo, Hokkaido)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The role of the transcription factor Dach1 in the high endothelial venule development. (2015)
  • Author(s): Hayasaka H, Balogh P, Miyasaka M.
  • Organizer: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center (Sapporo, Hokkaido)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Spinster-homologue-2 (Spns2) controls S1P-driven lymphocyte egress from lymphoid organs. The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology. (2015)
  • Author(s): Szandor S, Umemoto E, Fukuhara S, Kitazawa Y, Okudaira M, Inoue A, Motooka D, Nakamura S, Mochizuki N, Matsuno K, Takeda K, Miyasaka M, Ishii M.
  • Organizer: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center (Sapporo, Hokkaido)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Live imaging of allogeneic T cell rejection in the host lymph nodes. (2015)
  • Author(s): Kanda Y, Kinashi T, Matsuno K, Katakai T.
  • Organizer: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center (Sapporo, Hokkaido)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Lypd8 maintains gut homeostasis through separation of flagellated bacteria and colonic epithelia. (2015)
  • Author(s): Okumura R, Umemoto E, Kayama H, Takeda K.
  • Organizer: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center (Sapporo, Hokkaido)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Rheumatoid arthritis patients-derived microbiota induce Th17-mediated arthritis in SKG mice. (2015)
  • Author(s): Maeda Y, Umemoto E, Matsushita M, Saeki Y, Ito Y, Hirota K, Sakaguchi N, Kumanogoh A, Sakaguchi S, Takeda K.
  • Organizer: The 44th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center (Sapporo, Hokkaido)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] リンパ節での恒常的リンパ球血管外移動はリゾリン脂質シグナリングにより調節される (2015)
  • Author(s): 宮坂昌之
  • Organizer: 第22回国立国際医療研究センター研究所セミナー
  • Place of Presentation: 国立国際医療研究センター研究所（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-10-19 – 2015-10-19
  • Invited
• [Presentation] A role of SIRPα/CD172a on eosinophil stability in secondary lymphoid tissues. (2015)
  • Author(s): Verjan Garcia N, Miyasaka M.
  • Organizer: Immunocolombia 2015
  • Place of Presentation: Medellin, Colombia
  • Year and Date: 2015-10-13 – 2015-10-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Locally produced lysophospholipids direct lymphocyte extravasation. (2015)
  • Author(s): Miyasaka M.
  • Organizer: MIKRO Seminars of Infection Biology and Infectious Diseases
  • Place of Presentation: Turku, Finland
  • Year and Date: 2015-09-30 – 2015-09-30
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A locally generated motogenic lysophospholipid, LPA, regulates trans-HEV and also interstitial migration of lymphocytes in lymph nodes. (2015)
  • Author(s): Miyasaka M.
  • Organizer: Ringberg Symposium, Molecular Mechanisms in Leukocyte Traffic
  • Place of Presentation: Tegernsee, Germany
  • Year and Date: 2015-09-13 – 2015-09-17
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The endothelial protein PLVAP in lymphatics controls the entry of leukocytes into lymph nodes. (2015)
  • Author(s): Rantakari P, Jappinen N, Auvinen K, Kapraali M, Miyasaka M, Jalkanen S Salmi M.
  • Organizer: The 4th European Congress of Immunology
  • Place of Presentation: Vienna, Austria
  • Year and Date: 2015-09-06 – 2015-09-09
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] からだを守る免疫のしくみ、そして老化とは？－健康食品の有効性？ (2015)
  • Author(s): 宮坂昌之
  • Organizer: 第９９回信濃木崎夏期大学
  • Place of Presentation: 木崎湖畔 信濃木崎夏期大学（長野県大町市）
  • Year and Date: 2015-08-09 – 2015-08-09
  • Invited
• [Presentation] リゾリン脂質シグナリングを介した免疫細胞動態の制御 (2015)
  • Author(s): 宮坂昌之
  • Organizer: Research PlaNet 2015
  • Place of Presentation: 梅田スカイビルタワーウェスト（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2015-06-20 – 2015-06-20
  • Invited
• [Presentation] 生体イメージングでのぞく免疫応答のダイナミクス (2015)
  • Author(s): 片貝智哉
  • Organizer: 平成27年度 日本生化学会関東支部例会
  • Place of Presentation: 新潟日報メディアシップ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-06-20 – 2015-06-20
  • Invited
• [Presentation] リンパ節内のリンパ球動態と組織微小環境 (2015)
  • Author(s): 片貝智哉
  • Organizer: 第17回新潟血液研究会
  • Place of Presentation: ANAクラウンプラザホテル（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-06-05 – 2015-06-05
  • Invited
• [Remarks] 世界初！リンパ球が狭いリンパ節（砦）でスムーズに動くしくみを解明
  • URL: http://www.sankei.com/west/news/160130/wst1601300008-n1.html