2018 Fiscal Year Research-status Report
CD147/basigin のTh 細胞分化と乾癬病態形成に関する包括的研究
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18K08272
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
金蔵 拓郎 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (70177509)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | CD147/basigin / MCT / T細胞 / 乾癬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はCD147/basigin を介するTh細胞の分化制御機構と乾癬病態形成を解明する目的で計画された。CD147/basiginは解糖系の調節を介してTリンパ球の分化と活性化を制御している。すなわちCD147/basiginはモノカルボン酸トランスポーター（monocarboxylate transporter; MCT）と複合体を形成することでMCTの細胞膜への正常な発現をサポートし、解糖系の代謝産物である乳酸の細胞膜輸送を制御している。
平成30年度はCD147/basiginの解糖系を介するT細胞の活性化に対する関与をin vitroの系で検討することを計画した。この検討のために野生型マウス由来のT細胞 (T-wt)とCD147/basiginノックアウトマウス由来のT細胞 (T-ko) を用いてそれぞれPMA + ionomycinあるいは固層化した抗CD3/抗TCR抗体で刺激し、MCT1, MCT4の細胞膜上の発現を観察する。平成30年度にはT細胞を刺激する実験系を確立した。
ノックアウトマウスは連携研究者が保有しておりヘテロ同士を掛け合わせてホモのノックアウトマウスを得るが、CD147/basiginの機能上ホモのノックアウトマウスの産生効率が極めて低く、研究に十分な数を得るのに長期間を要することが判明した。そこでメイティングによる繁殖を進める一方で、乾癬では免疫系細胞が病態形成に重要な役割を果たしている事実に鑑み、ホモのノックアウトマウスの骨髄を用いて骨髄キメラマウスを作成する方針とした。骨髄キメラマウスはホモのノックアウトマウスが1匹得られれば作成可能である。平成30年度はキメラマウスのレシピエントマウスの繁殖を行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績の概要に記したように、本研究を遂行するにはCD147/basiginノックアウトマウスが不可欠である。ホモのノックアウトマウスは精子形成不全、着床障害、雌性不妊などの表現型を示すため、ホモ同士をメイティングした場合は胎生致死である。そのためヘテロのマウスをメイティングしてホモのノックマウスを得るが、この方法でホモが得られる確率は計算上25％である。ノックアウトマウスは連携研究者が保有しているが、過去の経験から実際の産生率は理論値よりもやや低いことがわかっており、この事実は本研究を計画した時点で既知であった。しかし原因は不詳であるが、ホモのノックアウトマウスが得られる確率が極めて低くなっていることが判明したため、本研究を遂行するのに必要なノックアウトマウスのN数を得るのに予想以上の長期間を要し本来の計画通りに研究を進めることが困難であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヘテロのノックアウトマウスのメイティングによるホモノックアウトマウスの繁殖は当初の計画通り進める。一方で、乾癬の病態形成にはリンパ球、樹状細胞、顆粒球、単球系細胞など免疫担当細胞が中心的な役割を果たしていることに鑑み、ホモノックアウトの骨髄を用いて骨髄キメラマウスを作成する方策を立案した。キメラマウスの作成にはCD45/Ly-5 コンジェニックマウスをレシピエントとして用いる。CD45/Ly-5 コンジェニックマウスはドナーのT細胞とレシピエントのT細胞を区別することが可能で、ドナー則ちホモノックアウトマウス由来の細胞を分離できる。このホモノックアウトマウス由来の細胞を用いて研究計画書に記載した研究を実施する。
乾癬の発症には免疫担当細胞のみでなく表皮ケラチノサイトも関与している可能性がある。ホモのノックアウトマウスであれば免疫担当細胞、表皮ケラチノサイト共にCD147/basiginを欠失しているため問題は生じないが、骨髄キメラマウスでは表皮ケラチノサイトは野生型の形質を有するため、骨髄キメラマウスと野生型マウスの間で乾癬の発症に差が生じない可能性がある。この問題を解決する目的で、表皮特異的にCD147/basiginを欠失したコンディショナルノックアウトマウスを作成する。コンディデョナルノックアウトの作成にはCre-LoxPシステムを用いる予定である。骨髄キメラマウスとコンディショナルノックアウトマウスを掛け合わせることで、免疫担当細胞と表皮ケラチノサイトの病態形成への関与を明らかにすることが可能である。
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| Causes of Carryover |
上述したように充分量のCD147/basiginホモノックアウトマウスを得るのが困難であったため、研究を当初計画通りに遂行することができなかった。そのためホモノックアウトマウスの繁殖を進める一方で、ホモノックアウトの骨髄を用いた骨髄キメラマウスの作成と、表皮特異的にCD147/basiginを欠失したコンディショナルノックアウトマウスの作成を立案した。
従って平成30年度に使用しなかった研究費は、骨髄キメラマウスを作成するためのレシピエントマウスの飼育経費、Cre-LoxPコンストラクトの作成に使用する。骨髄キメラマウスが得られたら、このマウス由来のT細胞を用いて、CD147/basiginがT細胞のMCT1/4発現を制御しているか、CD147/basiginが解糖系を介するTh細胞の活性化を制御しているかについて解析する。細胞刺激に用いるPMA, ionomycin, 抗CD3抗体, 抗TCR抗体、および細胞が産生あるいは発現するインターフェロンγ (IFN-γ)、インターロイキン (IL)-4、IL-17、STAT3、RORγtを測定するための抗体とPCRプライマーなどの消耗品に使用する。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] The Association of Peroxiredoxin 4 with the Initiation and Progression of Hepatocellular Carcinoma.2019
Author(s)
Guo X, Nocuchi H, Ishii N, Homma T, Hamada T, Hiraki T, Zhang J, Matsuo K, Yokoyama S, Ishibashai H, Fukushige T, Kanekura T, Fujii J, Uramoto H, Tanimoto A, Yamada S.
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Journal Title
Antioxid Redox Signal
Volume: 30
Pages: 1271-1284
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Generation of the heterogeneity of extracellular vesicles by membrane organization and sorting machineries.2019
Author(s)
Harada Y, Suzuki T, Fukushige T, Kizuka Y, Yagi H, Yamamoto M, Kondo K, Inoue H, Kato K, Taniguchi N, Kanekura T, Dohmae N, Maruyama I.
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Journal Title
Biochim Biophys Acta - Gen Subjects
Volume: 1863
Pages: 681-691
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] All-trans retinoic acid induces CD4+CD25+FoxP3+ regulatory T cells by increasing FoxP3 demethylation in systemic sclerosis CD4+ T cells.2018
Author(s)
Sun X, Xiao Y, Zeng Z, Shi Y, Tang B, Long H, Kanekura T, Wang J, Wu H, Zhao M, Lu Q, Xiao R.
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Journal Title
J Immunol Res
Volume: 30
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Japanese Guidelines for the Management and Treatment of Generalized Pustular Psoriasis.2018
Author(s)
Fujita H, Terui T, Hayama K, Akiyama M, Ikeda S, Mabuchi T, Ozawa A, Kanekura T, Kurosawa M, Komine M, Nakajima K, Sano S, Nemoto O, Muto M, Imai Y, Yamanishi K, Aoyama Y, Iwatsuki K.
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Journal Title
J Dermatol
Volume: 45
Pages: 1235-1270
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Cross-sectional survey on disease severity in Japanese patients with harlequin ichthyosis/ichthyosis: Syndromic forms and quality-of-life analysis in a subgroup.2018
Author(s)
Murase C, Takeuchi T, Shibata A, Nakatochi M, Kinoshita F, Kubo A, Nakajima K, Ishii N, Amano H, Masuda K, Kawakami H, Kanekura T, Washio K, Asano M, Teramura K, Akasaka E, Tohyama M, Hatano Y, Ochiai T, Moriwaki S, Sato T, Ishida-Yamamoto A, Seishima M, Kurosawa M, Ikeda S, Akiyama M.
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Journal Title
J Dermatol Sci
Volume: 92
Pages: 127-133
DOI
Peer Reviewed
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