健常人コホートを基礎としたヒト老化関連Ｔ細胞の同定と機能解析

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K15151
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 濱崎 洋子 京都大学, 医学研究科, 准教授 (10362477)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松田 文彦 京都大学, 医学研究科, 教授 (50212220)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: T細胞 / 免疫老化 / Ｔ細胞老化 / ゲノムコホート研究

Outline of Annual Research Achievements

加齢に伴う免疫応答能の低下や自己寛容維持機構の劣化、炎症性素因の増大（免疫老化）は、感染症、癌、自己免疫病など高齢化社会の主要疾患の発症に大きく寄与している。免疫老化には多くの免疫担当細胞が関与するが、中でも胸腺退縮により成人期以降新たな産生が激減するＴ細胞の加齢変化の影響が最も大きいとされる。しかしながら、その実態や全身性の免疫システムの緩徐な劣化や応答様式の変容との関連性は必ずしもよく理解されていない。本研究は、健常人コホートを利用してヒト老化関連Ｔ細胞の同定とその機能解析を行うことにより、中年期以降増加する様々なヒト疾患の発症に共通した基盤となるヒト免疫老化の実態を包括的に理解し、その克服と制御方法の開発に資することを目的とする。具体的には、１）京大ながはま0次コホートの健常人末梢血を用い、免疫老化を定義する約２０種類の候補分子で染色し、フローサイトメトリ（ＦＣＭ）データを得る。２） ＦＣＭデータをもとにＳＰＡＤＥ解析を行い、Ｔ細胞集団を多次元にクラスタリングする。３） ヒトの加齢に伴い増加する細胞集団（老化関連Ｔ細胞）を同定する。４） 同定された老化関連Ｔ細胞を分離回収して機能的な特徴を明らかにする。５） 臨床検査データや加齢に伴い増加する各種疾患と、老化関連Ｔ細胞との関係性を検証する。本研究の成果は、ヒト個々人の免疫老化・免疫状態を知る新たな指標の確立につながるとともに、将来的にはヒト代謝性疾患など免疫老化関連疾患の予防あるいは治療戦略の開発に大きく貢献することが期待される。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでに、CD28陽性Ｔ細胞集団の割合が、特にＣＤ８Ｔ細胞で加齢に伴い上昇する、CD56陽性、CD57陽性細胞の割合が、加齢に伴い上昇するという報告がある。そこで、長浜市の各地域の健診で採取される末梢血約100uLを用いて、まずこれらの分子パラメーターをポジティブコントロールとして、約250人分のデータを取得た。ＦＣＭ解析には、フィルターとコンペンセーションにより特定の蛍光の漏れ込を引き算する従前の装置ではなく、スペクトル型（フィルターレス）セルアナライザー（SONY社製ＳＰ６８００）を用い、各蛍光色素による蛍光の絶対量をバイアスなく測定した。これにより、よりSPADE解析に適したデータを得ることができる。以上の解析により、少量の末梢血からSPADE解析に適した質のデータが得られること、本コホートを用いて既知の報告が再現できることを確認できた。また、マウスで同定していた老化関連Ｔ細胞と同じマーカーを用いて解析を行うことにより、新規老化関連Ｔ細胞が存在する可能性が示唆された。

Strategy for Future Research Activity

これまでの結果を受けて、今度主に以下に焦点を当てて研究を進める。
１．プレリミなりーな実験でその存在が示唆された新規ヒト老化関連Ｔ細胞分画について、対象者を増加させて再現性が得られるか、解析を行う。
２．血液採取時に同時に取得されている臨床検査データ値と統計学的に相関のある集団を同定する。たとえば、血糖値など特定の検査値が高い傾向のある亜集団で、割合が高い／低い傾向にあるＴ細胞集団をピックアップする。さらに、その検査値が正常値を越え糖尿病など実際に疾患を発症した亜集団でＴ細胞集団の割合がどう変化するかを検討し、あるＴ細胞集団がその疾患の発症あるいは病態に何らかの形で関与する可能性を検証する。本研究期間内では長期フォローをすることはできないが、将来的に臨床検査値とＴ細胞の表現型を追解析し、疾患発症の予測やリスクを評価するシステムを構築するための基盤を確立する。

Causes of Carryover

これまでマウスで同定していた老化関連Ｔ細胞がヒトにも存在する可能性を、長浜コホートの健常人検体を用いて検討した。その結果、想定していたＴ細胞集団に加えて、新規細胞集団を特定するに至った。当初の計画を効率的に進めた結果、直接経費を節約できたため、追加実験によりこの新規に細胞の性質をさらに詳細に検討し、研究成果の質を高めることとする。

Expenditure Plan for Carryover Budget

Ｔ細胞培養試薬、採血試験管、フローサイトメトリ解析のための抗体試薬に充てる。

Research Products

• [Journal Article] A human PSMB11 variant affects molecular processing of thymoproteasome and thymic production of CD8+ T cells. (2017)
  • Author(s): Ohigashi, I, Ohte, Y, Setoh, K, Nakase, H, Maekawa, A, Kiyonari, H, Hamazaki, Y, Sekai, M, Sudo, T, Tabara, Y, Sawai, H, Omae, Y, Yuliwulandari, R, Tanaka, Y, Mizokami, M, Inoue, H, Kasahara, M, Minato, N, Tokunaga, K, Tanaka, K, Matsuda, F, Murata, S, and Takahama, Y.
  • Journal Title: J. Clin. Invest. Insight. Volume: in press Pages: in press
  • DOI: in press
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The potential role of Osteopontin in the maintenance of commensal bacteria homeostasis in the intestine. (2017)
  • Author(s): Ito K, Nakajima A1, Fukushima Y1, Suzuki K1, Sakamoto K, Hamazaki Y, Ogasawara K, Minato N, and Hattori M.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 15 Pages: e0173629
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0173629. eCollection 2017.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Obesity accelerates T-cell senescence in visceral adipose tissue (2016)
  • Author(s): Shirakawa K, Yan X, Shinmura K, Endo J, Kataoka M, Katsumata Y, Yamamoto T, Anzai A, Isobe S, Yoshida N, Itoh H, Manabe I, Sekai M, Hamazaki Y, Fukuda K, Minato N, and Sano M.
  • Journal Title: J Clin Invest. Volume: 126 Pages: 4626-4639.
  • DOI: 10.1172/JCI88606. Epub 2016 Nov 7.
  • Open Access
• [Journal Article] Heterogeneous fibroblasts underlie age-dependent tertiary lymphoid tissues in the kidney (2016)
  • Author(s): Sato Y, Mii A, Hamazaki Y, Fujita H, Nakata H, Masuda K, Nishiyama S, Shibuya S, Haga H, Ogawa O, Shimizu A, Narumiya S, Kaisho T, Arita M, Yanagisawa M, Miyasaka M, Sharma K, Minato N, Kawamoto H, and Yanagita M.
  • Journal Title: JCI. Insight. Volume: 1 Pages: e87680
  • DOI: 10.1172/jci.insight.87680
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Medullary thymic epithelial stem cells: role in thymic epithelial cell maintenance and thymic involution (2016)
  • Author(s): Hamazaki Y, Sekai M, Minato N.
  • Journal Title: Immunol Rev. Volume: 271 Pages: 38-55
  • DOI: 10.1111/imr.12412.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Relb acts downstream of medullary thymic epithelial stem cells and is essential for the emergence of RANK+ medullary epithelial progenitors. (2016)
  • Author(s): Baik S, Sekai M, Hamazaki Y, Jenkinson WE, Anderson G.
  • Journal Title: Eur J Immunol. Volume: 46 Pages: 857-62.
  • DOI: 10.1002/eji.201546253.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Neutrophil recruitment and activation by Hassall’s corpuscles: Implications of “sterile inflammation” in the thymic medulla (2017)
  • Author(s): Jianwei Wang, Miho Sekai, Nagahiro Minato, and Yoko Hamazaki
  • Organizer: 7th international Workshop of Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都大学 芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2017-03-14 – 2017-03-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Bone marrow endothelial cells cross-present blood-borne antigens to CD8+ T cells. (2017)
  • Author(s): Takeshi Ito, Yoko Hamazaki, and Nagahiro Minato
  • Organizer: 7th international Workshop of Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都大学 芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2017-03-14 – 2017-03-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Reduced thymic output and subsequent homeostatic proliferation induce phenotypic changes and enhance proinflamatory traits in naïve CD8 T cells (2017)
  • Author(s): Aiko Kato, Yoko Hamazaki, Nagahiro Minato
  • Organizer: 7th international Workshop of Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都大学 芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2017-03-14 – 2017-03-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Thymopoiesis regulates clonogenic activity of thymic epithelial cells (2017)
  • Author(s): Miho Sekai, Yoko Hamazaki, Nagahiro Minato
  • Organizer: 7th international Workshop of Kyoto T cell conference
  • Place of Presentation: 京都大学 芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2017-03-14 – 2017-03-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ハッサル小体が関与する胸腺内好中球活性化とその意義 (2017)
  • Author(s): 濱崎洋子
  • Organizer: 第３６回日本胸腺研究会 ミニシンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 胸腺退縮に伴うＴ細胞の加齢変化とその意義 (2016)
  • Author(s): 濱崎洋子
  • Organizer: 脳心血管抗加齢研究会２０１６ シンポジウム「免疫老化から迫る脳心血管疾患の発症機序」
  • Place of Presentation: 秋葉原ＵＤＸ（東京）
  • Year and Date: 2016-12-18
  • Invited
• [Presentation] Medullary thymic epithelial stem cells maintain a functional thymus to ensure lifelong central T cell tolerance (2016)
  • Author(s): Ｙｏｋｏ Ｈａｍａｚａｋｉ
  • Organizer: Swiss-Kyoto Joint Symposium “Understanding the Cellular and Molecular Mechanisms of the Robustness and Plasticity of Life”
  • Place of Presentation: 京都大学医学部・芝蘭会館（京都）
  • Year and Date: 2016-06-13
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 新たなＴ細胞産生の低下に伴う末梢Ｔ細胞の恒常性増殖は、ナイーブCD8 T細胞の質的変化を誘導し炎症応答を促進する (2016)
  • Author(s): 加藤愛子、濵﨑洋子、湊 長博
  • Organizer: Kyoto T cell conference 第26回学術集会
  • Place of Presentation: 延暦寺会館(京都)
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21