ゲノム情報を基盤とした次世代アレルギー戦略

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370165
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 久保 允人 東京理科大学, 生命科学研究所, 助教授 (40277281)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 克彦 大阪府立母子保健総合医療センター, 病因病態部門, 研究員 (20287486) ; 香山 雅子 東京理科大学, 生命科学研究所, 助手 (80318229)
• Keywords: サイトカインシグナル / T細胞機能分化 / Th1 / Th2 / IL-4 / STAT6 / 転写制御 / 記憶型T細胞

Research Abstract

同一の染色体上で近接した領域に存在するIL-4,IL-5,IL-13など喘息やアレルギーの起因となるサイトカイン発現が、T細胞の分化段階で全く同時に発現することに着目し、これら遣伝子を包括的に制御する分子機構を明らかにすることを本研究の目的とした。Th2分化はT細胞抗原レセプター(TCR)シグナルとIL-4受容体を介したシグナル伝達が協調的に働くことにより制御されている。本年度我々はIL-4受容体シグナルが、どのような時間軸でTh2分化の過程で起こるゲノムの動態を制御しているのかを経時的に検討するため、ヒトIL-4受容体をIL-4受容体を欠損させたマウスに交配しhIL-4RTgXIL-4R KOマウスを確立し、内因性IL-4が働けない環境を構築し、ヒトIL-4による経時的Th2分化の誘導とIL-4遺伝視座におけるクロマチン構造の変化を解析した。この結果、TCRシグナル導入後、IL-4遺伝座の特定の領域では分化誘導条件とは関係なくクロマチンレベルでヒストンのアセチル化が起こり、構造変化は48時間後よりTh2分化条件下でのみが認められることが分かってきた。
さらに、IL-4遺伝子内でTh2分化に伴いクロマチンレベルで構造変化が見られる領域を指標として、GFPをレポーターとしたトランスジェニック(Tg)マウスを作成した。本年度の解析よりTh2特異的発現は、IL-4遺伝子の3'下流に位置する哺乳類間でゲノム構造がよく保存されているConserved Non-cording sequence(CNS-2)と呼ばれる領域で制御されていた。ところが、GFPの発現はCD44^<high>,CD62L^<low>の記憶型T細胞の表現型を持つCD4+T細胞においてのみ見られ、これら細胞は初期抗原刺激において高濃度のIL-4を産生できる能力を持っていた。さらに興味深いことに、このメモリーT細胞はTh1およびTh2分化環境下において、さらに分化しうる能力を持ち、Th2分化環境下ではGFPの発現はが見られたが、Th1分化条件ではその発現は完全に消失した。現在この制御機構の詳細について解析中である。これらIL-4を産生する記憶型T細胞の存在は、これまで全く分かっておらず、この細胞の発生と存在意義は興味深い題材と言える。

Research Products

• [Publications] Yagi, R., Suzuki, W., Seki, N., Inoue, T., Kohyama, M., Arai, T., Kubo, M.: "The IL-4 Production Capability of Different Strains of Naive CD4^+ T cells controls the Direction of the Helper T cell response"International Immunology. 14. 1-11 (2002)
• [Publications] Yagi, R., Nagai, H., Iigo, Y., Akimoto, T., Arai, T., Kubo, M: "Development of the atopic dermatitis (AD)-like skin lesions in signal transducers and activators of transcription (STAT) 6 deficient NC/Nga mice."Journal of Immunology. 168. 2020-2027 (2002)
• [Publications] Arima, M, Toyama, H., Ichii, H., Kojima, S., Okada, S., Hatano, M., Cheng, G., Kubo, M., Fukuda, T., Tokuhisa, T.: "A putative silencer element in the IL-5 gene recognized by Bcl6."Journal of Immunology. 169. 829-836 (2002)
• [Publications] Seki, Y., Hayashi, K., Seki, N., Matsumoto, A., Seki, N., Tsukada, J., Ransom, J., Naka, T., Kishimoto, T., Yoshimura, A., Kubo, M.: "Selective expression of suppressor of cytokine signaling-5 (SOCS5) in type 1 helper T cell negatively regulates IL-4 dependent STAT6 activation."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 99. 13003-13008 (2002)
• [Publications] Kinjyo I, Hanada T, Inagaki-Ohara K, Mori H, Aki D, Ohishi M, Yoshida H, Kubo M, Yoshimura, A.: "SOCS-1/JAB is a negative regulator for LPS-induced macrophage activation."Immunity. 17,5. 583-591 (2002)
• [Publications] Matsumoto, A., Seki, Y., Watanabe, R., Hayashi, K., Johnston, J.A., Harada, Y., Abe, R., Yoshimura, A., Kubo, M: "A role of Suppressor of Cytokine Signaling-3 (SOCS3/CIS3/SSI3) is CD28 mediated IL-2 production."J.Exp.Med.. 197. 425-436 (2003)