2021 Fiscal Year Research-status Report
Pathological characterization of inflammatory bowel disease based on primary immunodeficiency
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20K08718
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
田村 志宣 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (10364085)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 原発性免疫不全症 / 炎症性腸疾患 / DNAリガーゼIV（LIG4） / 遺伝子再構成障害 / CD4陽性T細胞 / Th1細胞 / IFNγ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、成長障害、免疫不全、腸炎を伴う成人例を経験し、非相同末端結合の最終段階で2本鎖DNA切断端を結合する役割を担う酵素DNAリガーゼIV（LIG4）の遺伝子座に、新規の複合ヘテロ変異（W447C/E413X）を見出した。特にW447C変異に着目し、その病理学的な意義を明らかにするため、Lig4遺伝子にW447C変異を導入したマウス（Lig4遺伝子改変マウス）を作成した。この遺伝子改変マウスにおいて、成長障害、獲得免疫不全に加えて、成獣早期より腸炎を発症することを見出した。申請者は、Lig4遺伝子改変マウスに生じたユニークな腸炎の病態解析を進めており、現時点で下記の項目が明らかになった。
1. 組織学的検討で、 Lig4遺伝子改変マウスの腸管には、CD4陽性T細胞（Th1細胞）とマクロファージの著明な浸潤を明らかにした。
2. 放射線照射したRag2欠損マウスに、Lig4遺伝子改変マウス由来の骨髄細胞を移植した骨髄キメラマウスを作成した。この骨髄キメラマウスにおいて、移植後8週頃に腸炎が認められた。次に、Lig4遺伝子改変マウスとRag2欠損マウスを交配させ、ダブル遺伝子変異マウスを作成した。このダブル遺伝子変異マウスでは、成長障害があるものの、腸炎は認めなかった。
3. 腸炎を発症したLig4遺伝子改変マウスの腸管浸潤するリンパ球集団の機能的特性を明らかにするため、小腸リンパ球のRNA-Seq解析を行った。その結果、Th1関連遺伝子群の発現が増強し、Th17関連遺伝子群の発現は低下する傾向であった。さらに、小腸リンパ球のサイトカイン染色を行ったところ、IFNγ産生するTh1細胞が増加していた。
4. IFNγ欠損マウスを作成し、Lig4遺伝子改変マウスと交配させ、ダブル遺伝子変異マウスを作成した。このダブル遺伝子変異マウスでは、成長障害があるものの、腸炎の発症は軽減された。
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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
本年度までに、Lig4遺伝子改変マウスで発症する腸炎の病態形成には、自己応答性のTh1細胞が産生するIFNγが重要であることが示唆される結果が得られた。さらに、このTh1細胞の機能特性を明らかにするために、シングルセル解析を計画し、一部結果が得られているが、Lig4遺伝子改変マウスの系統維持と炎症臓器からのリンパ球単離にやや苦戦している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、Lig4遺伝子改変マウスの小腸リンパ球のシングルセル解析とレパトア解析を行い、病態形成に関連すると考えられるTh1細胞集団の更なる同定と機能的特性を明らかにする。また、腸管以外の主要臓器（肺、肝臓、腎臓、皮膚など）においても、自己応答性Th1細胞による影響について詳細に解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
前年度の実支出額からの戻入額は、次年度の論文投稿料に使用予定です。
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Research Products
(15 results)
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[Presentation] Th1-skewing colitis in mutant mice with homozygous missense mutation of DNA Ligase IV.2021
Author(s)
Tamura S, Yamashita Y, Orimo T, Iwabuchi S, Nakashima K, Sasaki I, Hemmi H, Hashimoto S, Ohshima K, Kaisho T, Sonoki T
Organizer
The 27th International Symposium on Molecular Cell Biology of Macrophages
Int'l Joint Research
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