2022 Fiscal Year Annual Research Report
Foxp3結合因子Ikzf1を標的とした新たな免疫応答制御法開発のための基盤研究
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21H02748
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
市山 健司 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任准教授(常勤) (60777960)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 制御性T細胞 / Foxp3 / Ikzf1 / 転写因子複合体 / 自己免疫疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は、申請者が同定した新規Foxp3結合因子、Ikzf1のTregにおける生理的役割を検討するため、Treg特異的Ikzf1機能変異マウス由来のTregを用いてそのbiologyを中心に研究を遂行した。
まず、Tregの免疫抑性能に及ぼす影響を検討するために、変異マウス由来のTregを用いてRNA-seq解析を行った。その結果、Ikzf1機能変異Tregでは通常発現が抑制されている様な遺伝子、例えばIFN-gammaやIL-2の発現が顕著に上昇することが明らかとなった。さらに、in vitroおよびin vivoの系を用いてTregの免疫抑制能も解析したところ、Ikzf1機能変異Tregは正常のTregと比較して免疫抑制能が低下することも見出した。興味深いことに、これらIkzf1機能変異Tregによる免疫抑制能の異常は抗IFN-gamma抗体を処理することでキャンセルされた。つまり、過剰なIFN-gamma産生がIkzf1機能変異Tregの免疫抑制能異常の主な原因である事が示唆された。
次に、Ikzf1によるTreg関連遺伝子制御のより詳細な分子機構の解明を目的として、Ikzf1機能変異TregにおけるTreg関連遺伝子座のエピゲノムの変化やFoxp3結合の変化をChIP-seq解析で確認した。その結果、Ikzf1機能変異により、Treg関連遺伝子、特にTreg抑制遺伝子(IFN-gammaやIL-2)のエンハンサー領域へのFoxp3の結合パターンが変化し、それに伴ってクロマチン構造もクローズからオープンに変化することが明らかとなった。
以上の結果から、TregでIkzf1の機能が欠失することでTreg関連遺伝子座のエピゲノムが変化し、それに伴ってTreg特異的な遺伝子発現パターンの破綻およびTregの免疫抑制能の異常が生じることが明らかとなった。
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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
申請者は提出した計画書において、令和４年度はIkzf1機能変異Tregのbiology解析を中心に計画していた。実際に昨年度は、Ikzf1機能変異Tregのbiology解析を中心に研究を遂行し、TregでIkzf1の機能が欠失することでTreg関連遺伝子のエピゲノム変化によりTreg特異的な遺伝子発現のパターンが破綻すること、そしてTregからの過剰なIFN-gamma産生を介した免疫抑制能の異常が生じることを新たに見出した。
これらの進捗状況から、本研究は、おおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、IKZF1を標的とした新たな免疫疾患治療法の開発に向けて、ヒトTregにおけるIKZF1の役割について検討を行う。そして、これまでの研究成果をもとに論文を作成する。
具体的には、まず健常人末梢血由来のT細胞およびTregにレンチウイルスもしくはエレクトロポレーションを用いてCRISPRシステムを導入することでIKZF1のノックアウトを行う。その後、ノックアウトT細胞を用いてTreg分化誘導実験を行うことでヒトTreg分化におけるIKZF1の役割を検討する。一方、ノックアウトTregはヒトTconvと共培養することでin vitroで増殖抑性能の評価を行う。次に、IKZF1のノックアウトによりヒトTregに違いが認められた場合、その詳細な分子機構を解明するため、RNA-SeqおよびATAC-Seq, ChIP-Seqを行うことでTreg特異的な遺伝子の発現やエピゲノム形成に及ぼす影響を検討する。以上の解析から、IKZF1のヒトTregにおける役割を明らかにする。
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