2017 Fiscal Year Research-status Report
自己免疫寛容に必須な胸腺髄質上皮細胞へ分化決定する転写因子の同定と機能解析
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17K08622
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
秋山 伸子 国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 上級研究員 (60342739)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 胸腺髄質上皮細胞 / 転写因子 / 分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
自己応答性T細胞を除去する機構の破綻は、自己免疫疾患の原因となる。胸腺の髄質に局在する上皮細胞（髄質上皮細胞）は、胸腺で分化した自己応答性T細胞を除去し、自己免疫疾患の発症を抑制する。この機能にはAireの発現など髄質上皮細胞に特徴的な性質が必要であるが、その特性が誘導される分子機構は不明な部分が多い。申請者らは最近、髄質上皮細胞に分化する前駆細胞を同定した。しかしながら、髄質上皮細胞への分化は、その前段階で決定される。本研究課題は、申請者がこれまで独自に得た知見に基づき、髄質上皮の前駆細胞への分化を決定する新たなマスター制御転写因子の同定を目指している。
これまで行った髄質上皮前駆細胞の遺伝子発現解析により、前駆細胞を含めて髄質上皮細胞で特異的に発現する転写因子Xを得た。そこで髄質上皮細胞の分化決定における転写因子Xの役割を解明するために、まず、転写因子X欠損マウスを作製・解析し、髄質上皮細胞の分化における必要性を検証する。
転写因子Xの欠損マウスは、これまで報告されていない。したがって、申請者らはこの転写因子Xの欠損マウスを世界に先駆けて作成した。また、改変遺伝子は転写因子Xをコードする領域をβ-ガラクトシダーゼ（LacZ）遺伝子に置換し、LacZ活性により転写因子Xを発現する細胞を検出可能とした。さらに、Cre-Floxシステムを用いて胸腺上皮細胞特異的に転写因子Xを欠損するマウスの作出も可能とした。現在、作製したFloxマウスをFoxn1-Cre マウス(J. Immunol., 182, 2997, 2009) と交配し、胸腺上皮特異的X欠損マウスを得る段階である。
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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
C57BL/6 のES 細胞に改変遺伝子ベクターを導入し、13個のポジティブクローンを得た。その中から二つのクローンを選別し、受精卵へインジェクションを行った。得られたキメラマウスより、目的の遺伝子改変マウスを二系統樹立した。この段階で、申請者の所属が東京大学医科学研究所から理化学研究所IMSに変更となった。そこで、異動に伴い、マウス飼育施設の変更にマウス清浄化が必要となり、約２ヶ月を要した。その間、プロジェクトの進行が滞ったが、それ以降は概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
転写因子Xが髄質上皮細胞の分化決定因子である場合、作製した胸腺上皮特異的X欠損の胸腺で、髄質前駆細胞を含め髄質上皮細胞がほぼ消失すると予想される。そこで胸腺上皮特異的X欠損マウスについて以下の解析を行う。1) 胸腺上皮細胞の分化状態を解析する。胎仔期から成体期の欠損マウス由来の胸腺をコラゲナーゼにより単細胞としてフローサイトメーターで解析し、髄質上皮細胞の分化状態や細胞数を検討する。また胸腺の組織切片を作製し、髄質上皮細胞の減少や局在変化について免疫組織化学法により解析を行う。2) 表面分化マーカーに加えて髄質上皮細胞の機能因子も発現しないことを確認する。セルソーターにより胸腺上皮細胞を採取し、髄質上皮細胞の機能因子（Aire、組織特異的遺伝子など）の発現を定量的RT-PCR法で検討する。
また、RANKを発現する髄質上皮“前駆細胞”が存在しないことを確認する。RANK発現をGFPで検出可能なRANK-GFPノックインマウス（Akiyama N. et al., J. Exp. Med., 213, 1441, 2016）を胸腺上皮特異的X欠損マウスと交配し、GFP発現（RANK発現）髄質上皮前駆細胞の消失を確認する。さらに、自己免疫疾患発症を検討する。既に確立した方法に従い（Akiyama N. et al., J. Exp. Med., 213, 1441, 2016）、自己免疫による各臓器の炎症性細胞浸潤および血清中の自己抗体価を検討する。
これらの実験から、転写因子Xが髄質上皮前駆細胞の分化に必要であり、その欠損により自己免疫疾患の発症を抑制する機能的な髄質上皮細胞が分化できないことを証明する。
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| Causes of Carryover |
平成29年8月、申請者の所属が東京大学医科学研究所から理化学研究所生命医科学研究センターに変更となった。そこで、異動に伴いマウス飼育施設の変更にマウス清浄化が必要となり、約２ヶ月を要した。その間、プロジェクトの進行が滞ったが、それ以降は概ね順調に進展している。
今年度は消耗品の他、RNAシークエンス委託研究費、英文校正・論文投稿費、学会発表に必要な旅費に使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
