Lipid-derived acetyl-CoA promotes lipid-specific gene expression in alloreactive T-cells

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K08762
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 佐藤 一也 自治医科大学, 医学部, 講師 (60382917)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森田 薫 自治医科大学, 医学部, 助教 (20813223) ; 神田 善伸 自治医科大学, 医学部, 教授 (30334379) ; 遠藤 仁司 自治医科大学, 医学部, 教授 (50221817)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 造血幹細胞移植 / 移植片対宿主病 / GVHD / ミトコンドリア / 脂肪酸 / ヒストン / カルニチン

Outline of Annual Research Achievements

申請者は造血幹細胞移植後のドナーT細胞の代謝動態を解析し、エフェクターT細胞では細胞外からの長鎖脂肪酸の取り込みとミトコンドリア輸送が亢進しており、脂肪酸を利用した酸化的リン酸化がエネルギー産生の中心的役割を担っていることをあきらかにした。脂肪酸がエフェクター活性を誘導するメカニズムとしてヒストン修飾に注目し、脂肪酸はATPの供給源としてのみならず、ヒストンアセチル化の基質として機能していると仮説を立て、動物実験を行った。長鎖脂肪酸の輸送とそれに引き続くβ酸化の律速酵素であるカルニチンパルミトイルトランスフェラーゼの阻害剤はオフターゲット効果を示すことから、カルニチンの生合成酵素であるBBOX1遺伝子をノックアウトしたマウスを作製した。
昨年に引き続き、同種及び異種移植モデルを作成し、移植片対宿主病の重症度及び生存を比較したが、BBOX1 KOマウスと野生型マウスとで違いはなかった。近交系マウスとコンジェニックマウスを用いた同系移植及び同種移植モデルにおいても表現型に違いはみられず、ドナーT細胞のヒストンアセチル化も同程度であった。動物実験の結果を検証するべく、健常ドナー由来のT細胞をCD3/CD28磁気ビーズで刺激し、メルドニウム（γ-ブチロベタインヒドロキシラーゼ阻害剤）によるカルニチン生合成阻害実験を行うとともに、透析血清を含む培地で培養し、脂質添加条件、カルニチン添加条件等で比較した。細胞外フラックス解析では透析血清条件において活性化T細胞の酸素消費速度には有意な低下がみられたものの、脂質濃度の違いによるヒストンのアセチル化の変化はなかった。以上の結果から、少なくとも十分なグルコースが供給可能な条件下において、脂肪酸がアセチル化CoAの基質として活性化T細胞の遺伝子制御に関与している可能性は低いと考えられた。