Development of a novel alternative to animal testing for the evaluation of respiratory allergic sensitizing potential of chemicals

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K11658
• Research Institution: Tokyo Medical University
• Principal Investigator: 溝口 出 東京医科大学, 医学部, 講師 (00569527)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 善本 隆之 東京医科大学, 医学部, 教授 (80202406)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 動物実験代替法 / 感作性 / アレルギー / 化学物質

Outline of Annual Research Achievements

(1)iPS細胞からDC細胞株の作製：複数のDC前駆細胞株様の細胞が得られ、その中には、GM-CSFなどのサイトカインで維持できそうな細胞もあり、それらの細胞株の機能とその機能発現の安定性等、特にLPS等の刺激による成熟化によるT細胞の活性化に重要な共刺激分子CD86/80の発現増強や、TSLP刺激によりOX40L発現増強などを調べ強く見られる細胞を選んだ。次に、感作性化学物質刺激による実験に用いようとすると、化学物質の存在下で細胞死が比較的低濃度でも見られることがわかった。そこで、同様な手法を用いて末梢血単球から遺伝子導入により単球細胞株を作製したところ、CD86発現増強などはiPS細胞由来とほぼ同等で、細胞死の誘導が少ない細胞株が得られ、この細胞を次の感作性の実験に用いることにした。
(2)ヒト末梢血由来プライマリー細胞を用いた3次元DC/T共培養系の構築：まず、ヒト末梢血単球をGM-CSF+IL-4で刺激し分化誘導した未成熟DCとヒト末梢血由単核求由来ナイーブCD4+T細胞を用いて3次元DC/T共培養系を構築した。代表的な呼吸器および皮膚感作性化学物質としてOrtho-phthaldialdehyde(OPA)とOxazolone(OXA)を用いて刺激後、T細胞でのリアルタイムRT-PCR解析により、刺激2日目でOPA刺激によりTh2分化に重要な転写因子GATA-3の発現増強と、OXA刺激によるTh1細胞の分化マーカー分子であるIFN-g発現増強、さらに、刺激5日後には、OPA刺激によりTh2細胞の分化にマーカー分子でIL-4発現増強が見られた。また、(1)の単球細胞株を用いても、3次元DC共培養系で、代表的感作性化学物質を用いてOX40L選択的発現増強が観察された。

Research Products

• [Journal Article] IL-23p19 and CD5 antigen-like form a possible heterodimeric cytokine and contribute to experimental autoimmune encephalomyelitis development. (2021)
  • Author(s): Hasegawa H, Mizoguchi I, Orii N, Inoue S, Katahira Y, Yonteo T, Mingli X, Miyazaki T, Yoshimoto T.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 11(1) Pages: 5266
  • DOI: 10.1038/s41598-021-84624-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interleukin-1β in peripheral monocytes is associated with seizure frequency in pediatric drug-resistant epilepsy. (2021)
  • Author(s): Yamanaka G, Takamatsu T, Morichi S, Yamazaki T, Mizoguchi I, Ohno K, Watanabe Y, Ishida Y, Oana S, Suzuki S, Kashiwagi Y, Takata F, Sakuma H, Yoshimoto T, Kato M, Kawashima H.
  • Journal Title: J Neruoimmunol. Volume: 352 Pages: 577475
  • DOI: 10.1016/j.jneuroim.2021.577475
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Microbial antigen-presenting extracellular vesicles derived from genetically modified tumor cells promote antitumor activity of dendritic cells. (2021)
  • Author(s): Ito T, Sugiura K, Hamotosegawa A, Ouchi W, Yoshimoto T, Mizoguchi I, Inaba T, Hamada K, Eriguchi M, Koyama Y.
  • Journal Title: Pharmaceutics. Volume: 13(1) Pages: 57
  • DOI: 10.3390/pharmaceutics13010057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] EBV-induced gene 3 augments IL-23Rα protein expression through a chaperone calnexin. (2020)
  • Author(s): Mizoguchi I, Ohashi M, Hasegawa H, Chiba Y, Orii N, Inoue S, Kawana C, Xu M, Sudo K, Fujita K, Kuroda M, Hashimoto S, Matsushima K, and Yoshimoto T.
  • Journal Title: J Clin Invest. Volume: 130(11) Pages: 6124-6140
  • DOI: 10.1172/JCI122732
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL-12ヘテロダイマーサイトカインファミリーIL-12、IL-23、IL-35 (2020)
  • Author(s): 片平泰弘、井上槙也、溝口 出、善本隆之
  • Journal Title: 医学のあゆみ「サイトカインのすべて」 Volume: 別冊 Pages: 53-60
• [Presentation] アレルギー感作性を評価する新規動物実験代替法の開発 (2020)
  • Author(s): 溝口 出、川名千晶、長谷川英哲、折井直子、井上槙也、村上史浩、米戸敏彦、徐 明利、善本隆之
  • Organizer: 東京医科大学記念館ポスター発表懇談会
• [Presentation] 活性化T細胞から産生されるIL-23p19サブユニットの役割 (2020)
  • Author(s): 長谷川英哲、溝口 出、折井直子、川名千晶、井上槙也、村上史浩、米戸敏彦、徐 明利、善本隆之
  • Organizer: 東京医科大学記念館ポスター発表懇談会
• [Presentation] ESAT-6抗原提示エクソソームによる免疫活性化 (2020)
  • Author(s): 小山義之、伊藤智子、江里口正純、善本隆之、溝口 出、杉浦喜久弥、長谷川 綾、大内若菜、稲葉俊夫
  • Organizer: 第7回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] 美白成分による自己免疫性白斑症誘発の作用機序の解明 (2020)
  • Author(s): 坂本恵梨、片平泰弘、溝口 出、井上槙也、長谷川英哲、善本隆之
  • Organizer: 第186回東京医科大学医学会総会
• [Presentation] 化粧品美白成分による白斑症誘発の作用機序の解明とそのin vitro評価法の開発 (2020)
  • Author(s): 坂本恵梨、片平泰弘、井上槙也、古阪悠馬、渡邉有麻、長谷川英哲、米戸敏彦、徐 明利、溝口 出、善本隆之
  • Organizer: 第33回日本動物実験代替法学会