胸腺退縮に伴うT細胞ミトコンドリア障害のメカニズムと機能的意義の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K23862
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 城 憲秀 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (50849552)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: T細胞 / ミトコンドリア / 胸腺退縮 / 恒常性増殖 / 代謝 / MDR1

Outline of Annual Research Achievements

申請者は、胸腺摘出マウス(ATx)のT細胞においてミトコンドリア膜電位プローブの染色性が低下しているという予備的実験結果をもとに、「胸腺退縮に伴う恒常性増殖が、ミトコンドリア機能障害を介してT細胞老化に影響する」という仮説を立てて、本研究を開始した。しかし、電子顕微鏡等のアッセイでミトコンドリア機能低下を示唆する結果は得られなかった。網羅的遺伝子発現解析より、MDR1遺伝子がATx由来T細胞で高発現していることが判明し、ミトコンドリア膜電位プローブを細胞外に排出する可能性が示唆された。実際にMDR1阻害剤でATxのT細胞を処理すると、ミトコンドリア膜電位プローブの染色性低下がキャンセルされた。以上の結果は、当初の仮説を否定することとなったが、一方で胸腺退縮後のT細胞維持におけるMDR1の重要性を新たに示唆した。令和2年度からはT細胞老化におけるMDR1の生物学的意義を明らかにする方針へ変更した。MDR1 KOマウス作製に成功し、MDR1 KOマウス由来T細胞でミトコンドリア膜電位プローブが強染色されること確認した。MDR1 KOマウス由来のT細胞をサイトカイン無添加でin vitro培養すると、野生型と比較して生存率が有意に低下し、MDR1がT細胞の生存延長に寄与していることを支持した。しかし、IL-7やIL-15などのサイトカインを添加して培養したり、MDR1 KOマウスの胸腺を摘出した場合には、T細胞の生存率低下は認められなかった。以上のように、研究期間内では加齢に伴う胸腺退縮後の末梢性T細胞でMDR1が高発現する意義は十分に明らかにできなかった。サイトカイン無添加の条件で生存率が有意に低下するメカニズム、抗がん剤等の薬剤を投与した場合のT細胞生存におけるMDR1の役割、ヒトT細胞におけるMDR1など、新たに生じた課題点は更なる探索の余地があると考えられる。