2014 Fiscal Year Annual Research Report
食細胞による死細胞の貪食機構とそれに伴う免疫制御機構の解明
| Project Area | Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death |
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26110006
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| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
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Principal Investigator |
田中 正人 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (00294059)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞死 / マクロファージ / 貪食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに、CD169陽性の特殊なマクロファージが免疫応答や炎症誘導に重要な役割を担っていることをつきとめた。本研究ではこのCD169マクロファージによる死細胞の貪食機構とそれに伴う免疫制御機構の解明を目指す。本年度は以下の研究を進めた。1.腸炎モデルにおけるCD169陽性マクロファージの役割とその分子基盤：我々は、マウスDSS誘導腸炎モデルにおいて、CD169陽性マクロファージが病態形成に重要な役割を担っていることを明らかにした。このマクロファージは、粘膜下層の中で粘膜筋板の近傍に局在する組織常在性の細胞であり、腸上皮の傷害に応答して、炎症を惹起する役割を担っている。CD169陽性マクロファージを誘導的に消失したマウスでは、DSS誘導腸炎時の単球の浸潤が見られず、腸炎の重症度が有意に改善することから、同マクロファージは腸炎誘導の初期応答において重要な役割を担っていることが明らかとなった。この炎症誘導の分子基盤を明らかにする目的で、腸炎を誘導した大腸から同マクロファージを単離し、マイクロアレイにより遺伝子発現を解析したところ、ケモカインの一種であるCCL8が特異的に発現していることが分かった。CCL8は単球に対する遊走活性を有し、中和抗体の投与により、DSS誘導腸炎の重症度が有意に改善することが分かった。
2.マクロファージによる死細胞の認識機構とその意義：死細胞がCD169マクロファージに認識される機構を検討したところ、死細胞由来粒子が同マクロファージに選択的に取り込まれることを示唆する実験結果を得た。また、生体内でのがん細胞死に伴うマクロファージの挙動について研究を進め、腫瘍随伴マクロファージ非存在下では、放射線照射後のがん再増殖が阻害されるにもかかわらず、個体死が高率に起こることを見いだした。この原因についてもメタボローム解析を含めて検討を行っている。
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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
近年、死細胞が積極的に周囲に情報を発信し、生体の恒常性維持に寄与するという新しいコンセプトが提唱されている。本研究はこの領域のコンセプトに沿って、マクロファージによる死細胞（あるいは死細胞由来分子）の認識とその応答の分子基盤を明らかにすることを目的としている。本年度は、腸炎モデルにおけるCD169陽性マクロファージの役割とその分子機構の解明を達成することでき、本研究の基盤となる知見を得ることができた。さらにCD169陽性マクロファージが組織傷害時に特異的に産生するケモカインとしてCCL8を同定することができた。この点では、予定通りに研究が進んでいると考える。今後、次の段階として、このCD169陽性マクロファージの死細胞に対する応答をin vitroで検討した上でアッセイ系を樹立し、その応答に関わる分子の同定に取り組む予定である。また、上述のようにCD169陽性マクロファージは、死細胞由来分子だけでなく、死細胞由来の粒子状物質も選択的に取り組むことが分かってきた。これは、当初の予定を上回る研究成果となる可能性があり、今後、この粒子状物質の取り込みの分子基盤とその生理的、病理的意義についても検討を加える予定である。
領域内の研究者との共同研究についても進めており、肝細胞死共同プロジェクトに関しても、田中稔班らとマクロファージの肝傷害における役割について、研究を始めている。また、袖岡班が独自に開発した新規細胞死制御化合物の、腎臓虚血再灌流傷害における効果についても共同研究を進めている。
以上のことから、初年度の研究は概ね予定通りに進んでいると考えられるが、次年度よりさらに他の班との共同研究を進め、領域研究の発展に貢献したいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的である、マクロファージによる死細胞の貪食、認識機構とそれに伴う免疫制御機構の解明を目指して、下記の研究を進める。
1.マクロファージによる死細胞の認識とそれに伴う免疫制御機構 : 我々は、すでに袖岡班との連携により、非アポトーシス細胞死阻害剤が一定の効果を示すことをつきとめている。そこで、腎臓虚血再灌流傷害において、阻害剤がどの細胞の細胞死を阻止することにより傷害の程度を軽くしているのか、その細胞の死が、炎症や周囲の細胞の応答、組織修復にどのような影響を与えているのかを検討する。さらに、マクロファージによる非アポトーシス死細胞の認識機構とそれに伴うマクロファージの活性化機構について研究を進める。上述のように死細胞由来の微小粒子が、マクロファージの活性化に関与している可能性を考え研究を進める。2.死細胞のメタボローム解析 : 昨年度に引き続き、メタボローム解析のための抽出・前処理および分析条件の検討を行う。細胞内の代謝物に加えて、細胞外へ放出される代謝物についても明らかにするために、培地中の代謝物についてもメタボローム解析を行うことを試みる。これまでに我々は、生体内でのがん細胞死に伴うマクロファージの挙動について研究を進めてきたが、腫瘍随伴マクロファージ非存在下では、放射線照射後のがん再増殖が阻害されるにもかかわらず、個体死が高率に起こることを見いだしている。この原因を探索する目的で、マウス血清のメタボローム解析も行う予定である。
3.肝細胞死共同研究プロジェクト: 引き続き、肝傷害における各マクロファージサブセットの役割の解析を共同で進める。各種肝細胞死モデルにおけるマクロファージの動態を解析するとともに、我々がすでに開発している各種マクロファージ・顆粒球を誘導的に消失できるマウスを用いて、各マクロファージの病態への関与を検討する。
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[Journal Article] Vascular‐resident CD169‐positive Monocytes and Macrophages Control Neutrophil Accumulation in the Kidney with Ischemia‐reperfusion Injury.2015
Author(s)
Karasawa K, Asano K, Moriyama S, Ushiki M, Monya M, Iida M, Kuboki E, Yagita H, Uchida K, Nitta K, Tanaka M.
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Journal Title
J. Am. Soc. Nephrol.
Volume: ２６（４）
Pages: 896-906
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Dectin-2 Is a Direct Receptor for Mannose-Capped Lipoarabinomannan of Mycobacteria.2014
Author(s)
Yonekawa, A., Saijo, S., Hoshino, Y., Miyake, Y., Ishikawa, E., Suzukawa, M., Inoue, H., Tanaka, M., Yoneyama, M., Oh-Hora, M., Akashi, K., and Yamasaki, S.
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Journal Title
Immunity
Volume: 41(3)
Pages: 402-13
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Colony-Stimulating Factor-1 Signaling Suppresses Renal Crystal Formation.2014
Author(s)
Taguchi K, Okada A, Kitamura H, Yasui T, Naik T, Hamamoto S, Ando R, Mizuno K, Kawai N, Tozawa K, Asano K,Tanaka M, Miyoshi I, Kohri K.
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Journal Title
J Am Soc Nephrol.
Volume: 25(8)
Pages: 1680-1697
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Marginal zone CD169+ macrophages coordinate apoptotic cell-driven cellular recruitment and tolerance.2014
Author(s)
Ravishankar B, Shinde R, Liu H, Chaudhary K, Bradley J, P. Lemos H, Chandler P, Tanaka M, Munn DH, Mellor AL, McGaha L.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci USA.
Volume: 18;111(11)
Pages: 4215-20
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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