NK細胞サブセットによるクローン病新規治療標的の抽出

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08304
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 藤井 俊光 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (30547451)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永石 宇司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (60447464)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 免疫 / 腸管免疫 / 消化器病学 / 炎症性腸疾患

Outline of Annual Research Achievements

本研究は申請者らがこれまで見出してきた「NK細胞による病原性エフェクターT細胞の調節機構」という独自の概念や知見を基盤として、NK細胞サブセットによる細胞傷害活性を応用した新規治療法開発の可能性について追及している。その結果、本研究では当該研究期間に以下のような成果が得られた。
１）野生型マウス (WT)の脾臓など二次リンパ組織から単離した各NKサブセットを様々な刺激法で培養し、複数系統の株化に成功した。その上で、これらの樹立した株のプロファイルをあらためて構築しつつ、細胞傷害活性（サイトカイン産生能、細胞溶解能、細胞死誘導能）を解析できることを確認した。２）ところが、こうした株は継代による長期培養は困難であることが判明した。３）上記の株のうち、T細胞との混合培養の結果からT細胞に対する特異的反応を示すクローンに着目し、細胞傷害活性関連遺伝子群の解析を試みた結果、このサブセットが発現している可能性のある分化・活性化マーカーあるいは受容体を複数同定することができた。
これらの研究成果は生理的条件下における上記NK細胞サブセットの免疫学的解析が可能であること、とくにT細胞に影響を与えるNK細胞サブセットの免疫学的解析を通じ、クローン病の治療標的となり得る候補遺伝子の抽出が可能であることを示唆している。さらに現在、これらの細胞を用いた生化学的解析や機能的解析を進めている。また実験IBDモデルを用いて、これらの細胞による新規細胞治療の技術開発に向けて、その条件検討を現在準備中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

クローン病の病態は病原性 (腸炎惹起性) エフェクターT細胞によって誘導される免疫異常であることが根幹にあり、腸管粘膜の免疫恒常性が或るNK細胞サブセットの細胞傷害活性によって制御されている可能性に着目しているが、今回我々はマウスから単離、樹立した複数のNK細胞株を用いて、機能解析の遂行とともに、新規治療標的の可能性を秘めた遺伝子を複数抽出できたことは大きな成果であるといえる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は同定した各NK細胞サブセットによる細胞傷害活性などの異なる機能に引き続き着目し、これをさらに詳細に解析するために、ex vivo実験系では51[Cr]を用いたcyto-killingアッセイ、分子生物学的解析、そしてマイクロアレイ解析による細胞傷害活性関連遺伝子群のさらなる抽出、またin vivo実験系では遺伝子改変動物におけるIBDモデルの誘導とその臨床および病理学的解析、フローサイトメトリー、生体イメージング、また免疫組織染色などを行う予定である。

Causes of Carryover

理由：試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため。また新型コロナウイルス感染拡大に伴い、本学における研究活動の自主的抑制が生じたため。
使用計画：　検討する数・種類を拡大して解析を行うため、試薬を増量して購入する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Immunoglobulin A-specific deficiency induces spontaneous inflammation specifically in the ileum. (2022)
  • Author(s): Takashi Nagaishi, Taro Watabe, Kohichi Tanaka, Ryuichi Ono, Fumitoshi Ishino, Takako Usami, Takamasa Miura, Satomi Hirakata, Hiroko Kawasaki, Naoya Tsugawa, Daiki Yamada, Kazuhiro Hirayama, Soichiro Yoshikawa, Hajime Karasuyama, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe, Richard S. Blumberg, Takahiro Adachi.
  • Journal Title: Gut. Volume: 71 Pages: 487-496
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-322873.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Nickel particles are present in Crohn's disease tissue and exacerbate intestinal inflammation in IBD susceptible mice. (2022)
  • Author(s): Hiroki Matsuda, Yoichi Nibe-Shirakihara, Akiko Tamura, Emi Aonuma, Satoko Arakawa, Kana Otsubo, Yasuhiro Nemoto, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Shigeomi Shimizu, Averil Ma, Mamoru Watanabe, Motohiro Uo, Ryuichi Okamoto, Shigeru Oshima.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications. Volume: 592 Pages: 74-80.
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.12.111.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Activated mucosal-associated invariant T cells have a pathogenic role in a murine model of inflammatory bowel disease. (2022)
  • Author(s): Yusuke Yasutomi, Asako Chiba, Keiichi Haga, Goh Murayama, Ayako Makiyama, Taiga Kuga, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto, Akihito Nagahara, Takashi Nagaishi, Saichiko Miyake.
  • Journal Title: Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. Volume: 13 Pages: 81-93
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2021.08.018.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 腸内細菌叢に対するIgAの重要性. (2022)
  • Author(s): 永石宇司.
  • Journal Title: 日本臨床腸内微生物学会誌. Volume: 24 Pages: 19-20
• [Journal Article] Intravenous tacrolimus is a superior induction therapy for acute severe ulcerative colitis compared to oral tacrolimus (2021)
  • Author(s): Hiromichi Shimizu, Toshimitsu Fujii, Kenji Kinoshita, Ami Kawamoto, Shuji Hibiya, Kento Takenaka, Eiko Saito, Masakazu Nagahori, Kazuo Ohtsuka, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto
  • Journal Title: BMC Gastroenterol. Volume: 21 Pages: 494-494
  • DOI: 10.1186/s12876-021-02043-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Higher concentrations of cytokine blockers are needed to obtain small bowel mucosal healing during maintenance therapy in Crohn's disease (2021)
  • Author(s): Kento Takenaka, Ami Kawamoto, Shuji Hibiya, Kohei Suzuki, Toshimitsu Fujii, Maiko Motobayashi, Hiromichi Shimizu, Masakazu Nagahori, Eiko Saito, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe, Kazuo Ohtsuka,
  • Journal Title: Aliment Pharmacol Ther. Volume: 54 Pages: 1052-1060
  • DOI: 10.1111/apt.16551
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Substantial Epstein-Barr virus reactivation in a case of severe refractory ulcerative colitis: a possible role in exacerbation (2021)
  • Author(s): Shu Kato, Hiromichi Shimizu, Shohei Tomii, Hitoshi Uchida, Ami Kawamoto, Shuji Hibiya, Maiko Motobayashi, Kento Takenaka, Toshimitsu Fujii, Eiko Saito, Masakazu Nagahori, Kazuo Ohtsuka, Mariko Negi, Takumi Akashi, Takatoshi Matsuyama, Yusuke Kinugasa & Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Clinical Journal of Gastroenterology Volume: 14 Pages: 584-588
  • DOI: 10.1007/s12328-020-01319-w.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deep neural network for video colonoscopy of ulcerative colitis: a cross-sectional study. (2021)
  • Author(s): Kento Takenaka, Toshimitsu Fujii, Ami Kawamoto, Kohei Suzuki, Hiromichi Shimizu, Chiaki Maeyashiki, Osamu Yamaji, Maiko Motobayashi, Akira Igarashi, Ryoichi Hanazawa, Shuji Hibiya, Masakazu Nagahori, Eiko Saito, Ryuichi Okamoto, Kazuo Ohtsuka, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Lancet Gastroenterol Hepatol. Volume: 7 Pages: 230-237.
  • DOI: 10.1016/S2468-1253(21)00372-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deep neural network accurately predicts prognosis of ulcerative colitis using endoscopic images. (2021)
  • Author(s): Kento Takenaka, Kazuo Ohtsuka, Toshimitsu Fujii, Shiori Oshima, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Gastroenterology. Volume: 160 Pages: 2175-2177.e3
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2021.01.210.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Concomitant use of an immunomodulator with ustekinumab as an induction therapy for Crohn’s disease: A systematic review and meta-analysis. (2021)
  • Author(s): Takeo Yoshihara, Shinichiro Shinzaki, Tetsuo Takehara, Nagamu Inoue, Motoi Uchino, Motohiro Esaki, Taku Kobayashi, Masayuki Saruta, Ken Sugimoto, Shiro Nakamura, Keisuke Hata, Fumihito Hirai, Sakiko Hiraoka, Toshimitsu Fujii, Minoru Matsuura, Katsuyoshi Matsuoka, Kenji Watanabe, Hiroshi Nakase, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol. Volume: 36 Pages: 1744-1753
  • DOI: 10.1111/jgh.15401.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intestinal cancer in patients with Crohn's disease: A systematic review and meta-analysis. (2021)
  • Author(s): Motoi Uchino, Hiroki Ikeuchi, Keisuke Hata, Ryuichi Kuwahara, Shiro Nakamura, Kenji Watanabe, Masayuki Saruta, Toshimitsu Fujii, Taku Kobayashi, Ken Sugimoto, Fumihito Hirai, Motohiro Esaki, Sakiko Hiraoka, Katsuyoshi Matsuoka, Shinichiro Shinzaki, Minoru Matsuura, Nagamu Inoue, Hiroshi Nakase, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol. Volume: 36 Pages: 329-336.
  • DOI: 10.1111/jgh.15229.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Does anti-tumor necrosis factor alpha prevent the recurrence of Crohn's disease? Systematic review and meta-analysis. (2021)
  • Author(s): Motoi Uchino, Hiroki Ikeuchi, Keisuke Hata, Ryuichi Kuwahara, Shiro Nakamura, Kenji Watanabe, Masayuki Saruta, Toshimitsu Fujii, Taku Kobayashi, Ken Sugimoto, Fumihito Hirai, Motohiro Esaki, Sakiko Hiraoka, Katsuyoshi Matsuoka, Shinichiro Shinzaki, Minoru Matsuura, Nagamu Inoue, Hiroshi Nakase, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol. Volume: 36 Pages: 864-872.
  • DOI: 10.1111/jgh.15288.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A potent endocytosis inhibitor Ikarugamycin up-regulates TNF production. (2021)
  • Author(s): Ai Minamidate, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Tomoaki Mochimaru, Mai Murakami, Chiharu Sakuma, Takehito Asakawa, Yuichi Hiraoka, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
  • Journal Title: Biochemistry and Biophysics Reports. Volume: 27 Pages: 101065.
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.101065.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oral administration of D-serine prevents the onset and progression of colitis in mice. (2021)
  • Author(s): Takehito Asakawa, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Daiki Yamada, Ai Minamidate, Tomoaki Mochimaru, Shun-ichiro Asahara, Yoshiaki Kido, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
  • Journal Title: Journal of Gastroenterolog. Volume: 56 Pages: 732-745
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01792-1.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 免疫グロブリンAの欠損により回腸特異的な炎症が自然発症する. (2021)
  • Author(s): 安達貴弘，永石宇司.
  • Journal Title: 消化器学サイエンス. Volume: 5 Pages: 230-232
• [Presentation] IBD新規治療の使い分け（anti-TNF以降治験も含め） (2021)
  • Author(s): 藤井俊光
  • Organizer: 2021年度日本炎症性腸疾患学会医師教育セミナー
• [Presentation] クローン病に対するMRenterocolonographyによるTreat to Target -無作為化比較試験 (2021)
  • Author(s): 藤井俊光、桂田武彦、岩本史光、黒崎雅之、矢内常人、酒井義法、山地統、北詰良雄、前屋舗千明、竹中健人、河本亜美、本林麻衣子、日比谷秀爾、清水寛路、齊藤詠子、長堀正和、大塚和朗、泉並木、渡辺守、岡本隆一
  • Organizer: 第12回日本炎症性腸疾患学会
• [Presentation] 潰瘍性大腸炎標準治療とピットフォール (2021)
  • Author(s): 藤井俊光
  • Organizer: 第76回日本大腸肛門病学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 分子標的薬時代の潰瘍性大腸炎治療戦略 (2021)
  • Author(s): 藤井俊光
  • Organizer: JDDW（日本消化器関連学会週間）
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] クローン病におけるMRenterocolonographyによるTight Control (2021)
  • Author(s): 藤井俊光、桂田武彦、岩本史光、黒崎雅之、矢内常人、酒井義法、山地統、北詰良雄、前屋舗千明、竹中健人、河本亜美、本林麻衣子、日比谷秀爾、清水寛路、齊藤詠子、長堀正和、大塚和朗、泉並木、渡辺守、岡本隆一
  • Organizer: JDDW（日本消化器関連学会週間）
• [Presentation] クローン病小腸病変モニタリングの重要性 (2021)
  • Author(s): 藤井俊光
  • Organizer: JDDW（日本消化器関連学会週間）
  • Invited
• [Presentation] The Lack of IgA spontaneously induces the inflammation only in the ileum (2021)
  • Author(s): Daiki Yamada, Takahiro Adachi, Richard S. Blumberg, Ryuichi Okamoto, Takashi Nagaishi.
  • Organizer: The 50th Annual meeting of Japanese Society of Immunology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A case of indolent T cell lymphoproliferative disorder of gastrointestinal tract with CCR4+ T cell infiltration. (2021)
  • Author(s): Daiki Yamada, Takashi Nagaishi, Eiko Saito, Masayoshi Fukuda, Ayako Arai, Ryuichi Okamoto.
  • Organizer: The 80th Annual meeting of Japanese Cancer Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BCR signaling-mediated activation in lymphoid tissues is regulated by the long isoform of CEACAM1. (2021)
  • Author(s): Takashi Nagaishi, Naoya Tsugawa, Daiki Yamada, Mamoru Watanabe, Richard S. Blumberg, Ryuichi Okamoto.
  • Organizer: Annual meeting of American Gastroenterology Association, Digestive Disease Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腸内細菌叢に対するIgAの重要性. (2021)
  • Author(s): 永石宇司.
  • Organizer: 第24回日本臨床腸内微生物学会総会学術集会
  • Invited