2021 Fiscal Year Research-status Report
Functional significance of non-pituitary prolactin on autoimmune diseases in the central nervous system
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20K07895
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| Research Institution | National Center of Neurology and Psychiatry |
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Principal Investigator |
大木 伸司 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第六部, 室長 (50260328)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | プロラクチン / 下垂体 / Eomes陽性Th細胞 / 自己反応性Th細胞 / 慢性炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PRLは、下垂体前葉のPRL産生細胞が産生するホルモン分子であり、自己免疫疾患において高値を示すことが知られている。マウス脳脊髄液中のPRLはEAE発症後に顕著に増加が、下垂体のPRL遺伝子発現は低値にとどまることから、EAEマウス脳脊髄液のPRLの貯留は、浸潤した抗原提示細胞に由来するものと考えられる。PRLは、刺激条件に応じて様々な免疫細胞が産生し、総じて免疫応答を活性化する働きをするが、in vivoにおいて系統的に解析された例はなく、その生理的あるいは病理的意義は不明ある。さらに慢性炎症に伴い抗原提示細胞が産生するPRLには、上記の病態形成との未知の連関も考えられる一方で、何らかの刺激により下垂体由来PRLの発現が亢進し、これが自己免疫病態の形成過程に関わる可能性もあり、解析を進めることで自己免疫疾患におけるPRLの新しい役割が期待される。これまでの解析から、マウスにPRL誘導剤であるTRH（甲状腺刺激ホルモン放出ホルモン）を腹腔内に単回投与しても、下垂体のPRL産生には変化が認められないが、抗原提示細胞の異所性PRL産生が有意に増加し、同時にTh細胞のEomes発現が有意に増加することが明らかとなった。通常、ホルモン分子の産生は、一定時間持続することで遠隔臓器への作用が伝達すると考えられることから、TRHの単回投与では、十分な血中濃度の持続を維持することができず、下垂体からの十分なPRL産生を引き起こすことができなかったが、抗原提示細胞の異所性PRL産生は、一過性のPRL量の増加でも、十分にEomes陽性Th細胞を誘導しうることが示された。さらに病態下においても下垂体由来のPRL産生は大きな変化を示さず、ホルモンバランスのホメオスタシスが保たれている事が明らかとなり、免疫病態に関わるPRL産生は、下垂体由来ではなく免疫細胞由来である事が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
SLEモデルマウスであるBXSB-YaaマウスやMRL-lprマウスの病態モデルでは、発症に伴って脾臓のEomes陽性Th細胞が有意に増加した。さらに発症後のCNSにも多くのTh細胞が集積し、Eomes陽性Th細胞が有意に増加し、その程度は脾臓よりも高い傾向にあった。この過程にPRLがどのように関わるかを現在解析中であり、研究期間内にその全容を明らかにする。並行して自己反応性T細胞の生成に対するPRLの作用の分子機序を明らかにする。一方、今年度はPRL刺激により増加し、二次進行型MS(SPMS)の神経細胞障害に密接に関わるEomes陽性Th細胞の性状解析が、ヒトおよびマウスの双方で順調に進展した。すなわちSPMS患者末梢血中のEomes陽性Th細胞の頻度が、神経変性病態に起因する障害進行度と極めてよく相関することが明らかとなった（ROC解析のAUC=0.82）。さらにSPMS患者剖検脳の解析から、患者脳の広範な領域にEomes陽性Th細胞が高頻度に分布し、そのほとんどは神経細胞障害プロテアーゼであるグランザイムBを高発現している事が示された（Raveney et al., PNAS 2021）。さらに典型的な神経変性疾患の動物モデルであるmSOD1マウスの脊髄と5xFADマウスの脳において、病態進行に伴うEomes陽性Th細胞のCNSへの有意な集積が認められた。興味深いことに、CNSに浸潤したTh細胞は、慢性炎症環境下で脱抑制したレトロトランスポゾンLINE-1がコードするORF1タンパク質を抗原として認識し、グランザイムBを介した神経細胞障害を誘導する事が示された（Takahashi et al., iScience 2022）。中枢神経系の神経変性病態におけるEomes陽性Th細胞の重要性が示され、その重要な制御因子であるPRLの意義が再確認された。
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| Strategy for Future Research Activity |
PRL受容体欠損マウスを用いたPRLの作用に関するin vivo解析を、当初の予定通り実施する。BXSB-YaaマウスやMRL-lprマウスにおけるEomes陽性Th細胞の有意な増加の過程に、PRLがどのように関わるかを解析し、研究期間内にその全容を明らかにする。具体的には当初の計画通りブロモクリプチンやL-Dopaのin vivo投与により、発症後のEomes陽性Th細胞頻度が影響を受けるかどうかを解析する、さらにこれらの膠原病モデルマウスにおいて、Eomes陽性Th細胞が増加することの意義を病態形成の観点から明らかにする。自己反応性Th細胞についても同様の解析を行い、自己反応性Th細胞の生成過程におけるPRLの意義を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で一旦中断したPRL受容体欠損マウスの繁殖効率が中断前より大きく低下しており、予定していたin vivo解析の多くを今年度中に実施する事ができなかった。最近少しずつ必要十分数のPRL受容体欠損マウスが得られる様になりつつあるため、今後同マウスを用いた解析を加速させ、研究機関内に当初の実験を完了し、予定通りに研究が進捗するように留意しつつ研究を進めていく。
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