2020 Fiscal Year Annual Research Report
AIREを基軸とする自己免疫疾患の病態解明、ならびに新規治療法の開発
| Project/Area Number |
19H03699
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokushima |
|---|
Principal Investigator |
松本 満 徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (60221595)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 純子 徳島大学, 先端酵素学研究所(次世代), 助教 (20451396)
松本 穣 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (30836250)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 自己免疫疾患 / 胸腺 / AIRE |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
Aire欠損症は比較的稀な自己免疫疾患であるが、Aireという単一遺伝子の異常による自己免疫病態を示すため、疾患モデルマウスを作製して病気のメカニズムを研究できるメリットがある。今年度はAireの標的遺伝子を同定するための遺伝子改変マウスを樹立するとともに、Transcriptome解析やSingle-cell analysisといった最先端の方法論を導入し、Aire機能の解明に取り組んだ。すなわち、P2Aリンカーを用いて内在性のAire遺伝子座にマウスAire cDNAを２コピー付加したノックインマウスを作製した（以下、3xAire-KIと略す）。実際に、Real-time PCR法によって胸腺髄質上皮細胞（mTEC）からのmouse Aireの発現レベルを測定し、ヘテロ3xAire-KIでは野生型の２倍、ホモ3xAire-KIにおいては野生型の３倍と期待通りのAire mRNAの発現を認めた。そこで、Aireの過剰発現による胸腺髄質上皮細胞（mTEC）のTranscriptome解析を実施したところ、意外にもAire欠損マウスと同様に、様々な遺伝子発現の低下を認めた。すなわち、Aireはその欠損によってmTECにおける自己抗原の発現が低下するのみならず、その過剰発現によっても自己抗原の発現が低下するという予想外の結果を得た。そこで、そのメカニズムを解析すべくSingle-cell analysisを実施したところ、野生型と異なり、成熟mTECの構成に大きな変化があることが明らかとなった。この結果は私どもがこれまでに主張してきた、AireのmTEC分化誘導作用に一致した結果である。すなわち、Aireの過剰発現マウスを作製することによって、AireのmTEC分化誘導作用ならびにそれによる自己抗原の発現調節機構を明らかにすることが出来たと言える。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、P2Aリンカーを用いて胸腺髄質上皮細胞（mTEC）においてAire蛋白を過剰に発現するノックインマウスの作出に成功した。同時に、本遺伝子改変マウスを用いて、当初の予定通りTranscriptome解析やSingle-cell analysisといった最先端の方法論を実践し、それによってこれまでに我々が主張して来たAireのmTEC分化誘導作用ならびにそれによる自己抗原の発現調節機構を明らかにすることが出来たため。この方法論を用いることによって、AireがmTEC特異的に発現することの生理的意義やAireの過剰発現による病理学的変化の検証といった多くの課題に取り組むことが出来ることになる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究によって、自己寛容の成立機構におけるAireの役割については、AireがmTECからの自己抗原の発現を転写レベルでコントロールし、負の選択やTregの産生に寄与するというモデルが優勢である。これに対して、我々はAireがそれ以外のメカニズムによって自己寛容の成立を制御するモデルを提唱し、その妥当性を検証してきている。そのため、この度のAireがmTECの分化誘導を通じて自己抗原の発現を調節しているとする知見は、きわめて重要であり、今後は同様なメカニズムがAire欠損状態においても自己抗原発現低下の原因となっているか否かをAire欠損マウスを用いたTranscriptome解析やSingle-cell analysisによって確認する必要がある。さらに最終的には、一体、どのような自己抗原がAire依存的にmTECから提示されているかについては、MHC class I／class IIに結合する自己抗原ペプチドを高感度Mass spectrometerを用いて網羅的に解析し（Peptidome解析）、I型糖尿病の発症に関わる自己抗原ペプチドを明らかにする必要がある。このように、Aireを基軸として、自己免疫病態を解明しようとするアプローチは原因不明の難病である自己免疫疾患の病態理解にきわめて有用であり、自己免疫疾患に対する新たな治療法の開発に資するよう、引き続き本研究課題を推進する。
|
-
-
-
[Journal Article] A novel method to identify Post-Aire stages of medullary thymic epithelial cell differentiation2021
Author(s)
Pedro Ferreirinha, Camila Ribeiro, Junko Morimoto, Jonathan J. M. Landry, Minoru Matsumoto, Catarina Meireles, Andrea J. White, Izumi Ohigashi, Leonor Araujo, Vladimir Benes, Yousuke Takahama, Graham Anderson, Mitsuru Matsumoto, Nuno Alves
-
Journal Title
European Journal of Immunology
Volume: 51
Pages: 311-318
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
[Journal Article] Aberrant type 1 immunity drives susceptibility to mucosal fungal infections2021
Author(s)
T Break, V Oikonomou, N Dutzan, J Desai, M Swidergall, T Freiwald, D Chauss, O Harrison, J Alejo, D Williams, S Pittaluga, C-C Lee, N Bouladoux, M Swamydas, K Hoffman, T Greenwell-Wild, V Bruno, L Rosen, W Lwin, A Renteria, S Pontejo, J Shannon, I Myles, P Olbrich, E Ferre, M Schmitt, D Martin, M Matsumoto, et al.
-
Journal Title
Science
Volume: 371
Pages: 1-17
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
