Elucidation of the molecular mechanism for rejecting human blood cells by Kupffer cells in immunodeficient mouse

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15704
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
• Research Institution: Nihon University (2021, 2023); Central Institute for Experimental Animals (2020)
• Principal Investigator: YAMAGUCHI Takuya 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (60865111)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: クッパー細胞 / マクロファージ / NOGマウス / ヒト赤血球モデル

Outline of Final Research Achievements

When human red blood cells are transfused into immunodeficient NOG mice, they are rapidly removed by Kupffer cells, thus a model mouse that can sustain human red blood cells for an extended period has not yet been developed. Therefore, this study aimed to elucidate, at the molecular level, the recognition and elimination mechanism of human red blood cells by mouse Kupffer cells and to develop a model mouse that can maintain human red blood cells in its bloodstream for a prolonged period. As a result, it was suggested that mouse Kupffer cells bind to human red blood cells through the action of Clec4F and C3 molecules. Additionally, deficiency of C3 molecule and inhibiting Kupffer cells by the administration of gadolinium chloride, we succeeded in maintaining human red blood cells in the mouse bloodstream for over 30 days.

Free Research Field

実験動物学・獣医学・免疫薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

免疫反応は生体の外来異物に対する反応である。異種の赤血球が血液中に流入することは通常考えられないが、マウスクッパー細胞はヒト赤血球を異物と認識し急速かつ劇的に排除している。このような自然免疫機構の分子機構として、C3の関与を明らかにするとともにClec4Fを見出した。Clec4Fが異物認識にかかわることは報告されているが、クッパー細胞やヒト赤血球との関連は本研究で見出された。本研究で開発されたヒト赤血球モデルマウスはマラリア研究に有用なモデルとなるだけでなく、今後開発されるであろうiPS細胞由来の赤血球の安全性を試験するモデルとしても有用であり再生医療の実現に向けて貢献可能と考えられる。