ヒトの腸内細菌叢と免疫系を再構築したデュアルヒト化マウスの開発

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K05992
• Research Institution: Central Institute for Experimental Animals
• Principal Investigator: 何 裕遥 公益財団法人実験動物中央研究所, 動物資源技術センター, 室長代理 (90640772)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 亮治 公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物応用研究部, 室長 (60425436)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 無菌マウス / ヒト免疫系マウス / ヒト糞便移植

Outline of Annual Research Achievements

免疫不全マウスにヒト造血幹細胞を移入したヒト化マウスは、ヒト免疫細胞の動態を生体内で解析できる革新的な実験動物である。この実験動物は世界中で用いられ、多くのヒト免疫研究に貢献しているが、これらは当然のことながら通常はSPFグレードで飼育維持され、マウス由来腸内細菌叢を有する。一方で、腸内細菌叢の研究には無菌マウスに菌叢を投与し評価するが、この実験に使用されるマウスの多くはB6やBALB系統など正常な免疫系を有する野生型マウスであり、マウス免疫細胞が研究対象とされている。免疫機能と腸内細菌叢の関係に関して多くの報告がされているが、両者をヒト化し検証された報告は乏しい。本研究では、ヒト免疫系とヒト腸内細菌叢との相互作用を解析するために、本研究では、免疫系と腸内細菌の両方をヒト化したモデルマウスを開発し、ヒト免疫細胞とヒト腸内細菌叢の相互作用が評価できる動物モデルの確立を目的としている。
本年度は無菌NOGマウスにヒト造血幹細胞を移入した無菌ヒト免疫系マウスの作製技術を確立した。すなわち、放射線照射および造血幹細胞の調整や移入作業を全て無菌環境下で行い、移入後も無菌状態を維持したまま経時的に採血をしてヒト細胞キメラ率の確認を行った。
具体的には、ヒトT細胞、B細胞、NK細胞、マクロファージなどの血中あるいは組織への生着性、脾臓中ヒトT細胞のサイトカイン産性能をフローサイトメトリーにて解析した。ヒト免疫細胞の生着性、分化能を無菌と通常のSPF環境下で飼育したヒト化マウスと比較し、無菌状態で再構築されたヒト免疫系の基礎データを得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度目標としていた無菌ヒト免疫系マウスの作製は、これまで3回行い全て無菌状態を維持したままデータを得ることができている。

Strategy for Future Research Activity

無菌ヒト免疫系マウスにヒト腸内細菌叢を移植することで、免疫系・腸内細菌のデュアルヒト化マウスの開発を行う。無菌、SPF環境と比較してヒト免疫系がどのように変化するか、またヒト糞便のドナーによる影響がどの程度あるのかを解析する。

Causes of Carryover

Flow Cytometry解析ソフトを購入する予定であったが、他部署の解析ソフトを使えたことで購入を見送ったため。