2016 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of antitumor immune responses through differentiation and mobilization of hematopoietic stem cells by IL-27
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16J04160
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
千葉 祐規乃 東京医科大学, 医学部, 特別研究員(DC2)
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2016-04-22 – 2018-03-31
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| Keywords | ミエロイド系前駆細胞 / IL-27 / B16F10 / エマージェンシーミエロポエシス / M1型マクロファージ / 抗腫瘍活性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
IL-27は、多様な作用機序通して抗腫瘍効果を有することが知られている。
当該年では、IL-27遺伝子導入したメラノーマB16F10細胞と大腸癌細胞MC38細胞を用いて、マウスへ各腫瘍を移入後、腫瘍内への骨髄系前駆細胞への分化誘導及びIL-27によりミエロイド系前駆細胞が抗腫瘍活性を有するM1型マクロファージへ分化し、腫瘍内へ浸潤していることが観られるかどうか検討を行った。
IL-27の作用により、B16F10細胞及びMC38細胞共に抗腫瘍効果が観られた。そこで、腫瘍内に浸潤している各細胞集団の特定をFACS解析を用いて行った結果、CD11ｂ陽性細胞が最も多く腫瘍内へ浸潤していることが明らかとなった。次に、腫瘍内へ浸潤しているミエロイド系前駆細胞をCD11ｂ陽性磁気ビーズを用いて単離し、リアルタイムPCR解析を行った。そこで、B16F10-IL-27細胞を移入したマウスでは、抗腫瘍活性を有するM1型マクロファージの転写因子である、iNOS（誘導型一酸化窒素合成酵素）、IL-12p40、IRF8の発現が有意に高く、腫瘍の増悪に関わるM2型マクロファージの転写因子として知られる、Arg-1,Ym1,Fizz1の発現が低いことを見出した。一方、B16F10-Vectorにおいては、それらの発現が逆転していることを見出した。それに加えて、FACS解析においてもB16F10-IL-27細胞では、CD11ｂ陽性、F4/80陽性のマクロファージが多く、また、ClassⅡ陽性CD86陽性のいわゆるM1型マクロファージが多いことが明らかにした。
以上の結果により、IL-27は造血幹細胞に直接作用し、ミエロイド系前駆細胞の増強と担癌状態におけるエマージェンシーミエロポエシスを誘導し、抗腫瘍活性を有するM1型マクロファージの分化に関わっていることを明らかにするデータを得られた。
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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
本研究では、B16F10-IL-27細胞を移入したマウスでは、抗腫瘍活性を有するM1型マクロファージの転写因子である、iNOS（誘導型一酸化窒素合成酵素）、IL-12p40、IRF8の発現が有意に高く、腫瘍の増悪に関わるM2型マクロファージの転写因子として知られる、Arg-1,Ym1,Fizz1の発現が低いことを見出した。一方、B16F10-Vectorにおいては、それらの発現が逆転していることを見出した。それに加えて、FACS解析においてもB16F10-IL-27細胞では、CD11ｂ陽性、F4/80陽性のマクロファージが多く、また、ClassⅡ陽性CD86陽性のいわゆるM1型マクロファージが多いことが明らかにした。
そこで、さらに、IL-27が造血幹細胞に作用し、M1型マクロファージの動員、増強を誘導しているかを調べる目的で、Ly5.1コンジェニック由来のLSK細胞をLy5.2マウスへ移入し、その後、 B16F10-IL-27とコントロールVector遺伝子導入した腫瘍を植えてから2週間後に腫瘍内に浸潤した細胞を調べた。
その結果、Ly5.2由来マウスへB16F10-IL-27移植した群では、コントロールVector遺伝子導入移植マウス群よりも、有意にLy5.1コンジェニック由来マクロファージが腫瘍内に多く浸潤していた。また、その中でもLy5.2由来B16F10-IL-27移植マウス群では、ClassⅡ陽性CD86陽性のいわゆる抗腫瘍活性を有するM1型マクロファージへ分化していることを明らかにした。
以上の結果により、IL-27は造血幹細胞に直接作用し、ミエロイド系前駆細胞の増強と担癌状態におけるエマージェンシーミエロポエシスを誘導し、抗腫瘍活性を有するM1型マクロファージの分化に関わっていることを明らかにするデータを得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
IL-27のHSCから骨髄系前駆細胞へ分化増殖誘導する能力を用い、野性型マウスでも発症するCML疾患モデルマウスができないか、さらに同様な手法で変異CALRをHSCに発現させ新しいMPN疾患モデルマウスができないか、できればその作用機序についても検討する。
① BCR-ABL遺伝子導入HSCの移入によるCML疾患モデルマウス：金沢大学平尾・仲先生らの方法に従い野生型C57BL/6マウス骨髄よりLSK細胞をソーティングし、BCR-ABL- IRES-GFP遺伝子発現レトロウイルスを感染させ、低酸素環境下においてSCFとトロンボポエチンで培養し、まずは放射線照射した野生型マウスに静注し、CMLを発症させる系を作製する。次に、BCR-ABL+/GFP+LSK細胞にさらにIL-27を加えて分化増殖し、細胞数を増やして非放射線照射野生型マウスに静注しCMLを発症する条件を検討する。
② 変異CALR遺伝子導入HSCの移入によるMPN疾患モデルマウス：変異CALRは最近報告されたばかりで、その病態形成機構は未だ不明である。そこで、変異CALRを同様にLSK細胞に移入し病態を再現する新しいMPN疾患モデルの作製を目指す。野生型ヒトCALRのcDNAをPCRを用いヒト末梢血単核球由来cDNAからクローニングし、C末端のエクソン9で52 bpの欠失があるタイプI型の変異体をPCRを用いて作製し、レトロウイルスベクター（pMX-IRES-GFP）へクローニングする。次に、上記と同様に、LSK細胞に感染させ、巨核球の増加や血小板上昇などの病態が再現できるか検討する。
③ 内在性IL-27の関与： EBI3とp28の欠損マウスを用いて、上記の疾患モデルを発症させ、内在性IL-27のそれぞれの疾患発症への役割についても明らかにする。
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[Journal Article] Promotion of expansion and differentiation of hematopoietic stem cells by interleukin-27 into myeloid progenitors to control infection in emergency myelopoiesis.2016
Author(s)
Furusawa Junichi, Izuru Mizoguchi, Yukino Chiba, Masayuki Hisada, Fumie Kobayashi, Hiroki Yoshida, Susumu Nakae, Akihiko Tsuchida, Tetsuya Matsumoto, Hideo Ema, Junichiro Mizuguchi, Takayuki Yoshimoto
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Journal Title
Journal Of PLoS Pathogen
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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