原発性胆汁性胆管炎模倣培養系からのゲノム・脂質情報を利用した新規治療法の開発

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04164
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 下田 慎治 九州大学, 大学病院, 准教授 (30279319)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 憲一 金沢大学, 医学系, 教授 (30283112) ; 中村 稔 独立行政法人国立病院機構(長崎医療センター臨床研究センター), 臨床研究センター, 客員研究員 (40217906) ; 有田 誠 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (80292952) ; 吉住 朋晴 九州大学, 医学研究院, 准教授 (80363373)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 原発性胆汁性胆管炎 / 疾患模倣培養系 / 網羅的アレイ解析 / ゲノムワイド関連解析

Outline of Annual Research Achievements

原発性胆汁性胆管炎(PBC)は、病理学的には慢性非化膿性破壊性胆管炎を特徴とする臓器特異的自己免疫疾患である。ウルソデオキシコール酸(UDCA)が第一治療選択薬で使用により予後は改善するが、治療不応例では緩徐に肝障害が進行し、非代償性肝硬変に至ると肝臓移植以外に救命が難しい。従って新たな治療標的分子や、UDCA不応予測バイオマーカーなどの開発が望まれている。
これまでに我々は生体肝臓移植時の摘出肝臓より胆管上皮細胞を、摘出脾臓より免疫細胞を採取して、自家の系で共培養する際にPBC環境を模倣する自然免疫リガンドや疎水性胆汁酸を加えた培養系を用いた解析を行ってきた。PBC胆管細胞や免疫細胞からの網羅的遺伝子情報を収集し、これまでにPBCゲノムワイド関連解析(GWAS)で報告された遺伝子情報と統合した。今回、4名のPBC症例で、胆管細胞と自己免疫細胞を直接接触させた後に免疫細胞を回収して、発現変動遺伝子の網羅的解析を行った。4名で共通して無刺激胆管細胞と接触して発現が変動した203遺伝子と、自然免疫リガンドと疎水性胆汁酸というPBC環境を模倣した刺激を加えた胆管細胞と接触して発現が変動した181遺伝子を比較した。その結果PBC模倣胆管細胞との接触で免疫細胞において有意に発現が変動した23遺伝子の中にIFNGが含まれていた。
3名のPBC胆管細胞IFNG刺激で変動する385遺伝子の中に、SOCS1、TRAFD1、EXOC3L4、STAT1の4遺伝子がPBC GWASで報告されていることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、SOCS1、TRAFD1、EXOC3L4、STAT1の4遺伝子が、胆管上皮細胞におけるIFNG刺激の下流で機能を有するかについて、胆管細胞でのそれぞれの遺伝子をSiRNAで発現を抑えて、IFNG刺激下で産生される各種ケモカイン産生の変化を評価した。胆管細胞からのケモカイン産生として、IFNG刺激で産生亢進がすでに明らかなCCL2、CXCL9、CXCL10について、ELISAで評価した。SOCS1発現を抑えると胆管細胞からのケモカイン産生は亢進、STAT1を抑えると産生低下、TRAFD1・EXOC3L4は産生変化なし、という結果であった。
胆管細胞において、SOCS1とSTAT1がIFNG刺激の下流で機能を持つことが明らかになったので、この2遺伝子がコードするタンパク質の発現を、肝生検検体で免疫染色を用いて評価した。PBC 19例、対照疾患 11例において、SOCS1の胆管細胞での発現はPBCで亢進し(p<0.01)、STAT1の胆管細胞での発現はPBCで減弱していた(p<0.05)。免疫染色と機能評価の結果を併せて、PBC胆管細胞はIFNG刺激に対する反応性が亢進していることが明らかになった。
STAT1、SOCS1はGWASから導き出された遺伝子であったため、摘出肝由来の胆管細胞をIFNG刺激してケモカイン産生を評価した。PBC 12例、対照疾患 17例において、IFNG刺激胆管細胞からのケモカイン産生に有意差を認めなかった。

Strategy for Future Research Activity

網羅的アレイ解析で提示される多くの遺伝子の中から実際にPBC胆管においてタンパク質レベルで発現が変動するSTAT1、SOCS1を抽出するのに、PBC GWAS情報は有用であったが、PBC胆管で遺伝的な変化は認めなかった。従って、PBC環境が胆管細胞でのSTAT1発現低下、SOCS1発現亢進を促し、IFNG刺激によるケモカイン産生を亢進させると考えられた。そこで今後はPBC模倣環境で胆管細胞でのSTAT1発現低下、SOCS1発現亢進を促す因子を同定する。さらには、PBC胆管細胞でのSTAT1発現低下、SOCS1発現亢進が、UDCA治療不応性を含む予後に関係するかについて、臨床情報のあるUDCA未治療PBC肝生検検体を用いて明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Kawano A, Shigematsu H, Miki K, Ichiki Y, Morita C, Yanagita K, Takahashi K, Dohmen K, Nomura H, Ishibashi H, Shimoda S. (2018)
  • Author(s): Kawano A, Shigematsu H, Miki K, Ichiki Y, Morita C, Yanagita K, Takahashi K, Dohmen K, Nomura H, Ishibashi H, Shimoda S.
  • Journal Title: Intern Med. Volume: 57(11) Pages: 1533-1542
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Short-term risk of hepatocellular carcinoma after hepatitis C virus eradication following direct-acting anti-viral treatment. (2018)
  • Author(s): Ogawa E, Furusyo N, Nomura H, Dohmen K, Higashi N, Takahashi K, Kawano A, Azuma K, Satoh T, Nakamuta M, Koyanagi T, Kato M, Shimoda S, Kajiwara E, Hayashi J; Kyushu University Liver Disease Study (KULDS) Group
  • Journal Title: Aliment Pharmacol Ther. Volume: 47(1) Pages: 104-113
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nishida N, Aiba Y, Hitomi Y, Kawashima M, Kojima K, Kawai Y, Ueno K, Nakamura H, Yamashiki N, Tanaka T, Tamura S, Mori A, Yagi S, Soejima Y, Yoshizumi T, Takatsuki M, Tanaka A, Harada K, Shimoda S, Komori A, Eguchi S, Maehara Y, Uemoto S, Kokudo N, Nagasaki M, Tokunaga K, Nakamura M (2018)
  • Author(s): Nishida N, Aiba Y, Hitomi Y, Kawashima M, Kojima K, Kawai Y, Ueno K, Nakamura H, Yamashiki N, Tanaka T, Tamura S, Mori A, Yagi S, Soejima Y, Yoshizumi T, Takatsuki M, Tanaka A, Harada K, Shimoda S, Komori A, Eguchi S, Maehara Y, Uemoto S, Kokudo N, Nagasaki M, Tokunaga K, Nakamura M
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 8(1) Pages: 8071
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Increased expression and altered localization of cathepsin Z are associated with progression to jaundice stage in primary biliary cholangitis (2018)
  • Author(s): Aiba Y, Harada K, Ito M, Suematsu T, Aishima S, Hitomi Y, Nishida N, Kawashima M, Takatsuki M, Eguchi S, Shimoda S, Nakamura H, Komori A, Abiru S, Nagaoka S, Migita K, Yatsuhashi H, Tokunaga K, Nakamura M
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 8(1) Pages: 11808
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elbasvir plus grazoprevir for patients with chronic hepatitis C genotype 1: A multicenter, real-world cohort study focusing on chronic kidney disease (2018)
  • Author(s): Ogawa E, Furusyo N, Azuma K, Nakamuta M, Nomura H, Dohmen K, Satoh T, Kawano A, Koyanagi T, Ooho A, Takahashi K, Kato M, Shimoda S, Kajiwara E, Hayashi J; Kyushu University Liver Disease Study (KULDS) Group
  • Journal Title: Antiviral Res. Volume: 159 Pages: 143-152
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 胆管細胞・免疫細胞から明らかにする原発性胆汁性胆管炎の病態 (2018)
  • Author(s): 下田慎治
  • Organizer: 第55回日本消化器免疫学会総会
  • Invited
• [Presentation] 自己免疫性肝疾患の診断と治療の進歩 PBCで鍵となるIFN-g産生とUDCA有効性の疾患模倣培養系を用いたメカニズム解析 (2018)
  • Author(s): 下田慎治
  • Organizer: 第54回日本肝臓学会総会
• [Presentation] PBCでは病態に深く関与する免疫細胞からのIFN-g産生をUDCAが制御する (2018)
  • Author(s): 下田慎治
  • Organizer: 第104回日本消化器病学会総会
• [Presentation] Molecular mechanism of autoimmune liver diseases, especially PBC (2018)
  • Author(s): Shimoda S
  • Organizer: 「JSH-EASL Joint Session Autoimmune Liver Diseases including PBC and PSC: Europe and Japan」
  • Int'l Joint Research