2020 Fiscal Year Annual Research Report
Immune systems involved in the resolution of inflammation and tissue repair
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17H06175
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
吉村 昭彦 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90182815)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | 炎症 / 免疫制御 / マクロファージ / 制御性T細胞 / 神経炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究グループではマウス脳梗塞モデルを用いて、脳梗塞発症後の炎症プロセスを明らかにしてきた。これまでに発症１日以内の急性期に浸潤マクロファージが死細胞由来のDAMPsの刺激を受けてIL-23やIL-1βなどの炎症性サイトカインを放出することで梗塞巣の拡大と神経症状の悪化に寄与すること、さらに発症後２～３日にγδT細胞が浸潤し、γδT細胞からのIL-17が病態の悪化を促進することを報告した。一方で炎症を終結させるメカニズムの解明にも取り組み、DAMPsを処理する新規の受容体としてスカベンジャー受容体群をクローニングし、炎症の終息に関わるマクロファージを同定した。さらに本研究では脳梗塞発症２週間目以降の慢性期の脳梗塞マウスの脳内には急性期よりもはるかに多くの制御性T細胞が浸潤していることを発見した。 脳内に浸潤したTregの性質を解析した。脳内のTregは他の組織Tregと同様にHelios+のtTregでありCTLA-4、PD-1、CD103、アンフィレグリン、ST2を高発現していた。また脂肪組織Tregに似てPPARγを高発現し、Tcf7とLef1の発現が低下していた。よって我々は脳梗塞後の慢性期に脳内に局在するTregを脳Tregと呼ぶことにした。脳Tregの増幅にはTCRシグナル、IL－2、IL－33が必須であった。脳Tregはケモカイン受容体のうちCCR6とCCR8を高発現し脳内に浸潤した。 脳Tregはセロトニン受容体7（Htr7)を発現しHtr7依存的に増殖・活性化された。脳梗塞慢性期にセロトニンや選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）を投与すると脳Tregが増加し神経症状が改善した。脳Tregの発見によって脳梗塞という単純な損傷においても獲得免疫の発動まで起こっていることが明らかとなった。
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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
本研究の目的は、マウス実験的脳梗塞モデルを用いて炎症の終息と組織修復に関わる免疫応答を明らかにすることである。特に慢性期の獲得免疫応答におけるT細胞の役割についてはこれまで全く不明であった。本研究では様々な脳内炎症におけるリンパ球が認識する脳内抗原の神経修復過程への意義およびそのメカニズムの解明、治療応用を目的としていた。本研究の骨子となる成果は2019年にNature 565:246-50に報告したが、さらに現在scRNAseqやアルツハイマーや腎臓のモデルでTregの意義を検証しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 一細胞RNAシークエンス技術による脳内免疫細胞による神経修復機構の解明
脳内の損傷部位・病変部位ではホメオスタシスを維持するために様々な細胞が変動している。しかしながら、病変部位の変化だけではなく中枢神経系全体に脳損傷への応答・防御状態が認められる。すでに一度脳梗塞を起こしたマウスの反対側にもう一度脳梗塞を起こすと、新たな梗塞部位では炎症性マクロファージが減少し梗塞体積も減少することを見出している。脳梗塞慢性期においては免疫細胞を介して患部周辺のみならず反対側の脳内で細胞状態が変化し損傷抵抗性の影響が及んでいることが示唆される。このような時空間的に複雑な細胞応答を解析するために一細胞RNAシークエンス(scRNAseq)法を活用する。
(2) 脳Tregが認識する抗原の同定
上記scRNAseqによる一細胞リンパ球の解析ではTCRやBCRの同定が可能である。抗原特異的なT細胞やB細胞の増幅、拡散過程も明らかにできる。脳Tregを含む脳内T細胞は脳虚血時に脳細胞から放出された何らかの脳内自己抗原を認識して活性化し、脳保護効果を発揮していると考えられる。まずはシングルセルソートにより脳TregのTCRを絞り込み、TCR cDNAをクローニングしてハイブリドーマ(TG40；理化学研究所より入手済み）に発現させる。脳破砕液中の抗原を提示させ、TCR導入ハイブリドーマを増殖させる抗原を探す。反応するハイブリドーマが得られたら脳内タンパク質のcDNA発現ベクターライブラリーを分割してHEK293細胞に発現させて抗原をクローニングする。この抗原をもとに認識しうるT細胞クローンを樹立してTCRを同定する。またペプチドライブラリーの利用も検討する。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Kidney GATA3+ regulatory T cells play roles in the convalescence stage after antibody-mediated renal injury.2021
Author(s)
Sakai R, Ito M, Komai K, Iizuka-Koga M, Matsuo K, Nakayama T, Yoshie O, Amano K, Nishimasu H, Nureki O, Kubo M, Yoshimura A
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Journal Title
Cell Mol Immunol.
Volume: in press
Pages: 1249-1261
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The liver-brain-gut neural arc maintains the Treg cell niche in the gut.2020
Author(s)
Teratani T, Mikami Y, Nakamoto N, Suzuki T, Harada Y, Okabayashi K, Hagihara Y, Taniki N, Kohno K, Shibata S, Miyamoto K, Ishigame H, Chu PS, Sujino T, Suda W, Hattori M, Matsui M, Okada T, Okano H, Inoue M, Yada T, Kitagawa Y, Yoshimura A, Tanida M, Tsuda M, Iwasaki Y, Kanai T.
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Journal Title
Nature
Volume: 585
Pages: 591-596
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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