2022 Fiscal Year Research-status Report
T細胞の恒常性増殖における生体外物質トランスポーターの役割
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21K15467
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
城 憲秀 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (50849552)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | T細胞 / 恒常性増殖 / 生体外トランスポーター / MDR1 / 胸腺退縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、胸腺摘出マウス(ATx)のT細胞において輸送膜タンパクであるMDR1が高発現し、機能的にも生体外物質を細胞外に排出しているという予備的実験結果をもとに、「MDR1が有害物質を細胞外に排出することで、胸腺退縮後の末梢性T細胞の生存延長・恒常性増殖促進に寄与している」という仮説を立てた。しかし、Ｔ細胞の恒常性増殖に作用するIL-7やIL-15を添加したin vitro培養や生体マウスの胸腺摘出後において、MDR1 KOマウス由来T細胞の生存率低下は認められなかった。MDR1阻害剤のベラパミルをATxマウスに投与する実験も行ったが、全身性副作用のために投与群で著しい体重減少をきたし、正確な評価はできなかった。以上の結果は、胸腺退縮後の末梢性Ｔ細胞の生理的な状況におけるMDR1の役割を示唆するものではなかった。元来MDR1は、生体外物質や脂質などを排出することが主な機能であるため、薬剤投与時や脂質異常症などの状況及び非リンパ臓器内のT細胞生存が低下している可能性は残された。これを検証するために、MDR1 KO及び野生型マウスを胸腺摘出したあとに高脂肪食を4週間摂取させ、T細胞の生存率を解析した。しかし、2次リンパ組織である脾臓に加えて肺・肝臓・脂肪組織においても、MDR1 KOマウス由来T細胞の有意な生存率低下を示唆するデータは得られなかった。現在は、サイトカイン無添加の条件で生存率が有意に低下するメカニズム、抗がん剤等の薬剤を投与した場合のT細胞生存におけるMDR1の役割など、残された課題点について検証を行っている。令和2年以降、申請者の所属する研究室では新型コロナウイルスに対するＴ細胞応答における加齢の影響を解析する橋渡し研究が開始され、申請者も参加した。その検体を用いてヒトT細胞におけるMDR1の役割を探索することも試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の仮説通りの結果が得られておらず、作業仮説や実験計画の追加・変更を行いながら研究を進めている。T細胞の恒常性増殖に作用するIL-7やIL-15を添加したin vitro培養や生体マウスの胸腺摘出後において、MDR1 KOマウス由来T細胞の生存率低下は認められなかった。MDR1阻害剤のベラパミルをATxマウスに投与する実験も行ったが、全身性副作用のために投与群で著しい体重減少をきたし、正確な評価はできなかった。MDR1 KO及び野生型マウスを胸腺摘出したあとに高脂肪食を4週間摂取させ、T細胞の生存率を解析した。しかし、2次リンパ組織である脾臓に加えて肺・肝臓・脂肪組織においても、MDR1 KOマウス由来T細胞の有意な生存率低下を示唆するデータは得られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
IL-7やIL-15を添加したin vitro培養、生体マウスの胸腺摘出後、高脂肪食負荷において、MDR1 KOマウス由来T細胞の生存率低下は認められなかったことから、生理的物質を排出することにおけるMDR1役割は限定的な可能性がある。MDR1に関連する過去の研究も主に薬剤排出の報告が主であることから、現在は抗がん剤投与モデルを検討し、実験準備を進めている。また、MDR1 KOマウス由来のT細胞がサイトカイン無添加の条件で生存率が有意に低下するメカニズムを解明することは新たな課題である。MDR1 KOにより特定の物質が細胞内に蓄積して毒性を示していると推察される。プロテオーム・メタボローム解析などの生化学的な手法による原因物質の探索やIL-7/15シグナル伝達による代償機構を手掛かりとすることで、機序を明らかにしたい。
また、令和2年以降、申請者の所属する研究室では新型コロナウイルスに対するＴ細胞応答における加齢の影響を解析する橋渡し研究が開始され、申請者も参加した。その検体を用いてヒトT細胞におけるMDR1の役割を探索することも試みている。Ex vivoにおいて一次抗体や基質添加によりMDR1の発現レベルを測定したが、加齢による有意な変化は現時点では認められていない。恒常性増殖を模倣したin vitro培養によっても、明らかなMDR1の役割を示唆するデータは得られなかった。より検体数を増やし、T細胞サブセットや別の免疫細胞に着目するなど、記述的な解析から再検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
当初の仮説通りの結果が得られておらず、作業仮説や実験計画の追加・変更を行いながら研究を進めている。生理的物質を排出することにおけるMDR1の役割は限定的な可能性があることから、現在は抗がん剤投与モデルを用いた実験の準備をすすめている。MDR1 KOにより細胞内に蓄積される物質が毒性を示すメカニズムを明らかにするために、プロテオーム・メタボローム解析などの実験を検討している。また、申請者の所属する研究室では新型コロナウイルスに対するT細胞応答における加齢の影響を解析する橋渡し研究が実施され、申請者も参加しているが、その検体を用いてヒトT細胞におけるMDR1の役割を探索することも試みている。この成果を米国免疫学会が主催する年次国際学術集会IMMUNOLOGY2023で発表する予定であり、その旅費に充てる。
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