2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H05704
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
審良 静男 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 教授 (50192919)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 荘 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (60619716)
國吉 佳奈子 大阪大学, 微生物病研究所, 特任研究員 (70747881)
前田 和彦 大阪大学, 微生物病研究所, 准教授 (20332869)
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| Project Period (FY) |
2015 – 2019
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| Keywords | 自然免疫 / mRNA安定性制御 / M2マクロファージ / 炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、研究代表者はTLR誘導性分子群の研究から、“mRNA安定性制御機構”及び、“疾患特異的マクロファージサブタイプ”という自然免疫の新しい分野を切り開いた。
我々は、Regnase-1のIKKキナーゼによる蛋白質リン酸化および分解が、炎症関連遺伝子のmRNA不安定化や免疫反応全体に及ぼす影響について調べた。Regnase-1のIKKキナーゼによるリン酸化に対して非感受性の変異体マウスは、マウスのT細胞性自己免疫疾患モデルの一つである実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の症状が野生型よりも抑制されており、病状の進行も遅くなることが明らかとなった。この変異体マウスでの症状の低減は非血球系細胞群、特に血管内皮細胞の炎症性サイトカインIL17に対する応答が野生型よりも弱いことが原因であることを突き止めた。現在、Regnase-1の点変異によりIL17に対する感受性が低下したメカニズムに関する成果を取りまとめている。
さらに、Regnase-1の腸管免疫における役割を理解するために、腸管上皮細胞特異的欠損マウスを作成し、その表現型の解析を行なった。このマウスは、潰瘍性大腸炎モデルであるデキストラン硫酸誘導性腸炎に対して変化を示すことが明らかとなった。現在、そのメカニズムについて詳細な解析と検証を進めている。
アレルギー疾患、代謝疾患に関与する疾患特異的マクロファージに加え、本研究期間内に線維症に関わる新しいマクロファージ(Segregated nucleus atypical monocyte : SatM)とその上流の前駆細胞を同定した。線維化期にマウスの疾患部位で増殖する細胞に着目し、その細胞を野生型マウスに移植すると線維化が増悪することが明らかとなった。更にバイオインフォマティックスを用いた解析からこの細胞を制御する分子として、C/EBPβを同定した。この分子の遺伝子欠損マウスではSatMが完全に消失しており、線維化も著しく抑制していた。さらに、この遺伝子欠損マウスにSatMを移植したところ線維症が再発した。以上の事から、SatMが線維化に必須の細胞であるということを明らかにした。
この様に、今年度の研究により、自然免疫の新分野である“mRNA安定性制御機構”及び、“疾患特異的マクロファージサブタイプ”の一端を明らかにすることができた。特に、線維化を制御するメカニズムは未だに明らかとはなっておらず、現在その発症メカニズムと新規に同定した細胞との関係性に関して、さらに検討を加えている。得られたマイクロアレイのデータから線維化に関わると考えられる分子を複数同定しており、現在はその分子の役割をCrispr/Cas9を用いた遺伝子改変マウスの作成を行って解析を行っている。
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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
新たな疾患特異的マクロファージを探索するために、治療法のない線維症に着目した。線維化初期に患部で増えるマクロファージについて解析を行ったところ、Ly6C-Macl+の分画が増殖することを突き止めた。bioinformaticsを用いた解析から、本来1種類と思われていたLy6C-分画が更に3種に別れる事が分り、線維症をおこしたマウスにこれらの3つの細胞を別々に移植した所、Ly6C-分画中のMsrl+Ceacaml+monocyteを移植した時のみ、線維症が増悪した。
次に、この細胞の遺伝子発現パターンの網羅的解析を行ったところ、C/ebpbが高発現していることが分かった。免疫系の細胞でのみC/ebpbを欠損させたキメラマウスは、このLy6C-分画中のMsrl+Ceacaml+monocyteが欠損しており、線維症に対して非常に強い耐性を示した。野生型からこの細胞を回収し、C/ebpb欠損キメラマウスに移植して線維化を起こす薬を与えた所、線維症が再発したことから、この細胞が線維症の発症に必須である事が明らかとなった。
続いて、この細胞の形態的特徴を検討した。通常のmacrophageは丸い1つの核であるが、この線維症に関わる細胞は2核様の形態をとっていた。また質量分析を行った所、通常granulocyteがもっている顆粒も持っている事が分かった。以上の事より、この細胞は新しいマクロファージだと判断し、Segregated nucleus Atypical Monocyte (SatM)と名付けた。現在、本細胞の活性化機構について検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
mRNA安定性制御機構に関しては、Regnase-1がIL17受容体シグナリングにおける炎症性サイトカイン及びケモカインの産生に関与していることが明らかとなったので、IL17受容体シグナル経路におけるRegnase-1の役割に関する知見についてとりまとめている。これらの分子メカニズムの解明を通じて、Regnase-1のIL17受容体シグナリングにおけるmRNA安定性機構という新たな知見の獲得を試みる。また、Regnase-1 floxマウスと種々の細胞・組織特異的Creマウスとの交配によって、Regnase-1の役割について研究を推進していく予定である。
マクロファージ研究に関しては、今後、線維化に関わるマクロファージであるSatMと他の細胞との相互作用を検討することにより、総合的に線維化発症・増悪のメカニズムを検討する予定である。またこれまで、アレルギー及び、メタボリックシンドロームに関わる疾患特異的マクロファージサブタイプの研究も進めてきており、これら以外の病態に関わるマクロファージの同定も進める。したがって、今回同定した新規マクロファージの分化メカニズムも今後解明していく予定である。さらに、線維症を標的とした薬は未だ開発されていない。そこでこのマクロファージのヒトカウンターパートを見つけることができれば、そこから新規創薬の糸口に繋がることが考えられるために、ヒト細胞を用いた検討も進行中である。
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