2021 Fiscal Year Annual Research Report
Gene regulation in the gut T cells and IBD
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20H03666
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
三上 洋平 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (80528662)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 炎症性腸疾患 / Th17細胞 / マイクロRNA / JAK / STAT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炎症性腸疾患(IBD)の病態には、T helper (Th)細胞の中でも特にIFN-g産生性Th1細胞およびIL-17産生性Th17細胞の関与が報告されてきたが、これまでのIFN-gやIL-17を標的とした生物学的製剤の効果は期待通りの効果に乏しく、IBDの治療には単一のエフェクターサイトカインやT細胞サブセットではなく、Th細胞サブセットの垣根を超えた炎症惹起性シグナルを標的とする全く新しい治療アプローチの開発が必要である。申請者は、各種の血球系細胞におけるDeep-sequencingを用いたmiRNAの網羅的発現解析よりスクリーニングを行い、miR-221/2がTh1, Th17細胞に選択的に発現する事が予想された。
今年度は、Naive T細胞、Th1, Th17, TregにおけるmiRNAの発現を網羅的に検討したところ、Th1、Th17(23) (IL-6 + IL-23により誘導したTh17)においてはmiRNA-221/2は高発現していたが、Naive T細胞やTGF-bにより誘導されたTh17(b)およびiTregではほとんど発現が見られなかった。
次に、Th1、Th17細胞の分化に重要なIL-6、IL－12、IL-23の下流の転写因子である、STAT3、STAT4、Histone markの分布をChIP-seqを用いて検討した。予想通り、miR-221/2の遺伝子座の上流に、STAT3、STAT4結合領域を複数認めた。
また、生体内におけるTh17細胞の機能を検討するために、申請者らは、miR-221/2欠損マウスを作成し、腸炎におけるmiR-221/2欠損の影響をデキストラン硫酸塩(DSS)誘引腸炎モデルを用いて検討したところ、miR-221/2欠損マウスでは、コントロールマウスと比して著明な腸炎の悪化を認めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた、炎症惹起性T helper 細胞サブセットにおけるmiRNA-221/222の発現をDeep sequencing法を用いて解析し、予想通りTh1細胞やPathongenic Th17(23)細胞で発現が高く、Treg細胞などでは発現が抑制されていることを同定した。また、その発現機構に関して、炎症性サイトカインがポジティブに、炎症抑制性サイトカインがネガティブに作用すること、ChIP-seq法を用いてサイトカインの下流のSTAT3、STAT4が直接的にmiR-221/2を制御する細胞内シグナル伝達機構の一端を明らかとした。これを受け、次年度以降、in vitroおよびin vivoにおけるmiRNA-221/222の機能解析をさらに発展されるデータの取得に成功している。さらに、これらの知見をImmunity誌に報告した。さらに、T細胞のエピゲノム解析を通じて、新たな知見を共著者としてScience Immunology誌に報告した。
以上より、当初の計画以上に計画は進行していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までの検討より、miR-221/2は、IL-6、IL－12、IL-23などの炎症惹起性サイトカインにより発現が強く誘導され、一方でTGF-βにより発現が抑制されることが示された。本年の検討では、IL-6、IL－12、IL-23の下流のシグナル伝達を担うSTAT3、STAT4のクロマチンへの結合をChIP-seq法を用いて検討したが、さらに発展させ、それぞれの分化条件における、H3K4me1、H3K4me3、H3K27acなどのヒストン修飾に関して検討し、サイトカイン刺激によるmiR-221/222遺伝子座および遺伝子発現調節領域のエピゲノム変化を検討する。
また、WTマウスおよびmiR-221/2欠損マウスより採取したT細胞を用いてシングルセルRNA-seq解析を行うことにより、miR-221/2が腸管Th細胞サブセットに及ぼす影響を検討する。
最後に、miR-221/2の欠損によりTh1, 17細胞に障害があることが予想される事からmiR-KOマウスに加え、Cre-loxp systemを用いてT細胞特異的miR-221/2欠損マウスおよびRag2 x miR-221/2 二重欠損マウスを作成することに成功しており、in vivoにおけるTh細胞特異的なmiR-221/2の機能解析がさらに推進されると期待している。
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