2021 Fiscal Year Research-status Report
外来抗原情報によるマスト細胞－単球の相互作用とアレルギー炎症の制御機構
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20K15992
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
長田 夕佳 金沢大学, 薬学系, 助教 (80802016)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マスト細胞 / 単球 / マクロファージ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、過年度に確立したin vitro共存培養システムを相互作用解析の基盤技術として各種解析を進めた。マスト細胞と単球・マクロファージの細胞間相互作用について、マスト細胞が分泌する炎症性メディエータ（液性因子）と細胞間接着による情報交換（接着因子）の双方の視点から追究した。液性因子については、マクロファージのサブタイプ決定に関わる各種サイトカインに着目し、外来抗原刺激に応じてマスト細胞から分泌される各種サイトカインの発現バランスを評価した。その結果、外来抗原情報に応じてサイトカインの発現バランスや継時的な発現パターンが異なる傾向が観られた。接着因子については、細胞間接着形成に寄与する分子を共焦点顕微鏡で観察して接着を解析したところ、抗原刺激後に顕著に接着が亢進する様子が観られた。外来抗原情報に起因する接着様式の変化はまだ観察できていないが、この結果は、過年度の単球の遊走解析の結果も支持していた。さらに、本年度は、細胞間相互作用についてin vivoアレルギー疾患モデルを用いてアレルギー炎症調節作用の検討を進めた。マクロファージ欠損マウス（クロドロン酸リポソーム投与）を作製し、受動皮膚アナフィラキシー応答を誘導したところ、アレルギー炎症局所におけるマスト細胞の活性化が亢進する傾向が観られた。
以上のことから、本年度の研究は、外来抗原情報に応じたマスト細胞と単球・マクロファージの相互作用機構の一端を明らかとし、これについて検証するためのin vivo評価システムを作製した。
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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
初年度に確立したマスト細胞と単球の共存培養システムを用いてin vitro解析を進めた。特に、マスト細胞と単球の接着については、本年度の研究より、各細胞を明確に区別して接着様式を効率的に観察する手順を確立することができた。これにより、外来抗原刺激で活性化したマスト細胞の周囲に単球が著しく集積する様子が観察できた。外来抗原情報が異なる場合、集積する単球の数は変わらないものの、単球マーカータンパク質（Ly6C等）の発現を解析すると、集積する単球のサブタイプに違いがある可能性が示唆された。この知見は、過年度の単球の遊走解析の結果とも一致しており、外来抗原情報に応じたマスト細胞と単球の細胞間相互作用機構を示唆していた。また、今年度は新たにin vivo解析を行った。クロドロン酸リポソーム投与によりマクロファージ欠損モデルを作製し、生理条件下でも、単球・マクロファージとマスト細胞の相互作用が炎症調節に関与する可能性を示す結果が得られた。これは、今後の研究の指針となり得るものであった。以上の理由から概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を踏まえ、最終年度は、外来抗原情報に応じたマスト細胞と単球の相互作用によるアレルギー炎症調節機構を明らかにする。
まず、マスト細胞と単球の相互作用が観察されているin vitro共存培養系において、単球からマクロファージへの分化機構を追究する。主な検討項目として、1）生細胞ライブイメージングを用いて、マスト細胞と単球の動態やシグナル分子の活性化を可視化し、細胞間相互作用のダイナミクスを明らかにする。2）超解像顕微鏡と共焦点顕微鏡を用いて、両細胞の相互作用に伴う細胞接着分子や各種受容体などの局在変化とマクロファージのサブタイプ決定との関係を明らかにする。3）免疫細胞は効率的細胞間相互作用を行うためにシグナル分子の機能的集合体（免疫シナプス）を形成する。そこで、2）の結果をもとに免疫シナプス構成要素を同定し、マスト細胞と単球間の免疫シナプス形成とマクロファージ分化の関係を明らかにする。
次に、マスト細胞と単球・マクロファージの相互作用が示唆されたマクロファージ欠損マウスを用いて、抗原情報の異なる抗原を投与し、マスト細胞の抗原刺激応答による炎症調節機構について検証する。主な検討項目として、1）病変部位、脾臓およびリンパ節を採取し、定量的RT-PCRやELISA法により炎症性サイトカインの発現を解析する。また、マクロファージの分化制御因子発現について遺伝子発現およびタンパク質産生レベルで明らかにする。2）組織切片の各種染色と免疫染色より病理組織学的解析（皮膚肥厚、細胞浸潤、各種細胞活性化及び分化）を行う。
以上より、外来抗原情報に応じたマスト細胞と単球・マクロファージの細胞間相互作用の分子機構と、マクロファージ分化制御によるアレルギー炎症調節作用を明らかにする。
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