創薬標的の探索を目指したＩＬ－１関連遺伝子改変マウスライブラリーの作製と解析

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24220011
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 岩倉 洋一郎 東京理科大学, 生命医科学研究所, 教授 (10089120)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西城 忍 千葉大学, 真菌医学研究センター, 准教授 (60396877) ; 海部 知則 東京理科大学, 生命医科学研究所, 助教 (90343037)
• Project Period (FY): 2012-05-31 – 2017-03-31
• Keywords: 実験動物 / サイトカイン / C型レクチン

Research Abstract

生体は多くの遺伝子の働きによりその恒常性が維持される1つのシステムであり、疾病の多くは個別の臓器、組織の異常というより、 システムの異常としてとらえるべきである。様々な疾患を理解するためには特定遺伝子を改変した動物個体を用いてその遺伝子の病態形成に於ける役割 を多面的に解析することが重要で、これにより従来無関係と考えられていた生物現象が結び付き、創薬の新たな切り口が見えてくる可能性がある。従って、疾病関連遺伝子の遺伝子改変マウスを整備することにより、病態解明と創薬研究が加速されることが期待される。本研究ではIL-1および関連遺伝子に焦点を絞り、KOマウスを作製することにより解析ツールを充実させ、 これまでの研究をさらに発展させると共に、これらのマウスを広く研究者に提供し、関連分野の研究を促進することを目指す。本年度は既に作製したIL-1関連遺伝子KOマウスの解析とIL-1下流遺伝子であるC型レクチン受容体ファミリー、およびC1qTNFファミリー遺伝子のKOマウスの作製を実施した。既出のIL-1関連遺伝子KOマウスの解析においてこのKOマウスが実験的自己免疫疾患に対して高感受性を示したことからこの遺伝子産物がIL-1のシグナルを抑制的に制御することが明らかとなった。またIL-1関連遺伝子の生理機能を調べるために新規遺伝子欠損マウスの作製に取りかかり、ターゲティングベクタ-の作製、ES細 胞のスクリーニングを行いキメラマウスの作製に成功した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

既出のIL-1関連遺伝子欠損マウスの解析と新規遺伝子欠損マウスの作製に取り組み研究計画に従った進捗状況である。既出のIL-1関連遺伝子欠損マウスの解析としてIL-1R2遺伝子欠損マウスを用いて関節炎発症時におけるIL-1R2の生理機能を解析した。これまでIL-1R2はIL-1シグナルのブレーキ役としてのデコイレセプターとして機能することが想定されてきた。しかし最近IL-1R2が核内転写因子として機能する可能性が報告されたことから生体内でどのような機能を発揮するのかは不明であった。今回IL-1R2遺伝子欠損マウスに実験的関節炎を誘導したところ疾患の増悪化が認められIL-1R2がデコイレセプターとして機能する可能性が示唆された。またIL-1R2を発現する細胞の応答性がIL-1R2欠損により亢進することが明らかとなりIL-1R2がデコイレセプターとして機能していることを示す結果を得つつある。一方、8系統の新規遺伝子欠損マウスの作出を目指し作製準備に取りかかった。ターゲティングベクタ-の作製、ベクター完成後のES細胞のスクリーニングを実施した。既に7系統においてターゲティングベクターが完成しそのうち3系統のキメラマウスの作製に成功した。このように遺伝子欠損マウスの解析と新規遺伝子欠損マウスの作製が順調に進行しており、研究計画は順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

既出のIL-1関連遺伝子欠損マウスを用いた解析を進めるとともに、予定している新規遺伝子欠損マウスの作製を実施していく。既に作製したIL-1R2とCTRP6欠損マウスの生体内機能を理解する解析を進める。特にIL-1R2は皮膚炎における生理機能を解析し、皮膚炎に対してどのように作用するのか、またどの細胞において機能発揮をするのかをIL-1R2遺伝子欠損マウスを用いて解析を進める。また軟骨細胞での発現が認められたCTRP6が骨代謝に何らかの機能を有している可能性について検討する。加齢させたCTRP6遺伝子欠損マウスの準備が進んでおり経時的に関節部位を組織学的に観察する予定である。さらにin vitroの系を用いて軟骨細胞にCTRP6が直接作用する可能性があるのか調べる予定である。一方、新規遺伝子欠損マウスの作製も進めていく。これまでに7系統においてターゲティングベクターが完成し、そのうち3系統のキメラマウス作製が成功している。今後、ES細胞のスクリーニングを実施しキメラマウスの作製を進めるとともに作出したキメラマウスを用いて遺伝子欠損マウスを作出していく。首尾よく遺伝子欠損マウスの作製が成功した後は、実験的に自己免疫疾患やアレルギー応答を誘導し標的として遺伝子の生理機能を解析する実験を実施する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Regulatory T cells are strong promoters of acute ischemia stroke in mice by inducing dysfunction of the cerebral microvasculature. (2013)
  • Author(s): Kleinschnitz, C., Kraft, P., Dreykluft, A., Hagedorn, I., Gobel, K., Schuhmann, M. K., Langhauser, F., Helluy, X., Schwarz, T., Bittner, S., Mayer, C. T., Brede, M., Varallyay. C., Pham, M., Bendszus, M., Jakob, P., Magnus, T., Meuth, S. G., Iwakura, Y., Zernecke, A. et al.
  • Journal Title: Blood Volume: 121 Pages: 679-691
  • DOI: 10.1182/blood-2012-04-426734.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-17A promotes macrophage effector mechanisms against Trypanosoma cruzi by trapping parasites in the endolysosomal compartment. (2013)
  • Author(s): Erdmann, H., RoBnagel, C., Bohme, J., Iwakura, Y., Jacobs, T., Schaible, U. E., and Holscher, C.
  • Journal Title: Immunobiology Volume: 218, Pages: 910-923
  • DOI: 10.1016/j.imbio.2012.10.005.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronal IL-17 receptor upregulates TRPV4 but not TRPV1 receptors in DRG neurons and mediates mechanical but not thermal hyperalgesia. (2013)
  • Author(s): von Banchet, G. S.
  • Journal Title: Mol. Cell Neurosci. Volume: 52 Pages: 152-160
  • DOI: doi:pii: S1044-7431(12)00205-9.10.1016/j.mcn.2012.11.006.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-6 amplifier, NF-κB-triggered positive feedback for IL-6 signaling, in grafts is involved in allogeneic refection responses. (2012)
  • Author(s): Lee, J.
  • Journal Title: J. Immunol. Volume: 189 Pages: 1928-1936
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reduced susceptibility to colitis-associated colon carcinogenesis in mice lacking plasma membrane-assoiated sialidase. (2012)
  • Author(s): Yamaguchi, K.,
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Pages: e41132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Osteopontin-regulates interleukin-17 production in hepatitis. (2012)
  • Author(s): Diao, H.
  • Journal Title: Cytokine Volume: 60 Pages: 129-137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential roles of interleukin 17A in the development of skin fibrosis. (2012)
  • Author(s): Okamoto, Y.
  • Journal Title: Arthritis Rheum. Volume: 64 Pages: 3726-3735
  • DOI: doi: 10.1002/art.34643.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vaspin is an adipokine ameliorating ER stress in obesity as a ligand for cell surface GRP78/MTJ-1 complex. (2012)
  • Author(s): Nakatsuka, A.
  • Journal Title: Diabetes Volume: 61 Pages: 2823-2832
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The NLRP12 inflammasome recognizes Yershinia pestis. (2012)
  • Author(s): Vladimer, G. I.
  • Journal Title: Immunity Volume: 37 Pages: 96-107
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Agaricus barasiliensis-derived β-glucans exert immunoenhancing effects via a dectin-1-dependent pathway. (2012)
  • Author(s): Yamanaka, D.
  • Journal Title: Int. Immunopharmacol., Volume: 14 Pages: 311-319
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epithelial cell-derived IL-25, but not Th17 cell-derived IL-17 or IL-17F, is crucial for murine asthma. (2012)
  • Author(s): Suzukawa, M.
  • Journal Title: J. Immunol. Volume: 189 Pages: 3641-3652
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cigarette smoke-induced accumulation of lung dendritic cells is interleukin-1alpha-dependent in mice. (2012)
  • Author(s): Botelho, F. M.
  • Journal Title: Respir. Res. Volume: 13 Pages: 81
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-36α exerts pro-inflammatory effects in the lungs of mice. (2012)
  • Author(s): Ramadas, R. A.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Pages: e45784
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neutrophils orchestrate their own recruitment in murine arthritis through C5aR and FcγR signaling. (2012)
  • Author(s): Sadik, C. D.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA Volume: 109 Pages: 18647-18648
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of RORγt marks a pathogenic T-regulatory cell subset in human colon cancer. (2012)
  • Author(s): Blatner, N. R.
  • Journal Title: Science Translational Medicine Volume: 164 Pages: 164ra159
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-23 in colitis: Targeting the progenitors. (2012)
  • Author(s): Ce, T.
  • Journal Title: Immunity Volume: 37 Pages: 957-959
  • Peer Reviewed
• [Presentation] IL-17-producing γδ T cells are crucial for the development of autoimmune arthritis in IL-1 receptor antagonist-deficient mice (2012)
  • Author(s): Akitsu, A
  • Organizer: 第41回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20121205-20121207
• [Presentation] DCIR deficient mice as a novel model of ankylosing spondylitis (2012)
  • Author(s): Maruhashi, T.
  • Organizer: 第41回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20121205-20121207
• [Presentation] Dendritic Cell ImmunoReceptor (DCIR) negatively regulates osteoclastogenesis (2012)
  • Author(s): Kaifu, T.
  • Organizer: 第41回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20121205-20121207
• [Presentation] Dectin-1 signaling regulates the balance of intestinal microflora (2012)
  • Author(s): Kamiya, T.
  • Organizer: 第41回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20121205-20121207
• [Presentation] 関節炎発症に於ける補体系の役割 (2012)
  • Author(s): 岩倉洋一郎
  • Organizer: 第93回発生工学・疾患モデル研究会“終了記念講演会”
  • Place of Presentation: ホテル東京ガーデンパレス、東京
  • Year and Date: 20121023-20121023
  • Invited
• [Presentation] 疾患モデルを用いた関節リウマチ発症機構の解析 (2012)
  • Author(s): 岩倉洋一郎
  • Organizer: 筑波大学-東京理科大学生命医科学研究所合同シンポジウム「難治性免疫疾患・アレルギー疾患の克服を目指して」
  • Place of Presentation: 学士会館、東京
  • Year and Date: 20121019-20121019
  • Invited
• [Presentation] Roles of IL-17A and IL-17F in host defense against pathogens and intestinal tumors (2012)
  • Author(s): Iwakura, Y.
  • Organizer: The 34th Naito Conference “Infection, Immunity and their Control for Health: Mucosal Barrier, Pathogen and Vaccine”
  • Place of Presentation: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ、札幌
  • Year and Date: 20121016-20121019
  • Invited
• [Presentation] 疾患モデルを用いた関節リウマチ発症機構の解析 (2012)
  • Author(s): 岩倉洋一郎
  • Organizer: 第１２回臨床免疫セミナー in Kyoto
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20121008-20121008
  • Invited
• [Presentation] 関節炎発症における補体の役割とC1qTNFによる制御 (2012)
  • Author(s): 岩倉洋一郎
  • Organizer: 第４０回日本臨床免疫学会シンポジウム２「分子標的治療から見た病態へのアプローチ」
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20120927-20120927
  • Invited
• [Presentation] A novel role of Dectin-1 signaling in promoting intestinal inflammation (2012)
  • Author(s): Tang, C
  • Organizer: 10th joint annual meeting of the interferon and cytokine society and the international society for interferon and cytokine research (Cytokine2012)
  • Place of Presentation: Geneva, Switzerland
  • Year and Date: 20120911-20120914
• [Presentation] IL-17-producing γδ T cells are crucial for the development of autoimmune arthritis in IL-1 receptor antagonist-deficient mice (2012)
  • Author(s): Akitsu, A
  • Organizer: 10th joint annual meeting of the interferon and cytokine society and the international society for interferon and cytokine research (Cytokine2012)
  • Place of Presentation: Geneva, Switzerland
  • Year and Date: 20120911-20120914
• [Presentation] The Roles of IL-17A and IL-17F in Inflammation, Tumorigenesis, and Host Defense against Pathogens (2012)
  • Author(s): Iwakura, Y.
  • Organizer: 10th joint annual meeting of the interferon and cytokine society and the international society for interferon and cytokine research (Cytokine2012)
  • Place of Presentation: Geneva, Switzerland
  • Year and Date: 20120911-20120914
  • Invited
• [Presentation] Dendritic immunoreceptor (DCIR) is a negative regulator in osteoclastogenesis (2012)
  • Author(s): Kaifu, T
  • Organizer: Basic and Clinical Review Course, The 15th Congress of Asia Pacific League of Associations for Rheumatology (APLAR 2012)
  • Place of Presentation: Dead Sea, Jordan
  • Year and Date: 20120910-20120910
• [Presentation] Animal Models for Rheumatoid Arthritis (2012)
  • Author(s): Iwakura, Y.
  • Organizer: Basic and Clinical Review Course, The 15th Congress of Asia Pacific League of Associations for Rheumatology (APLAR 2012)
  • Place of Presentation: Dead Sea, Jordan
  • Year and Date: 20120910-20120910
  • Invited
• [Presentation] C-type Lectin Receptor DCIR and the Complement System as Targets for the Treatment of Rheumatoid Arthritis (2012)
  • Author(s): Iwakura, Y.
  • Organizer: Translational Inflammation Summit, The International Association of Inflammation Societies (IAIS), “Defining the Frontiers and Translational Pathways of Inflammation Research”
  • Place of Presentation: Bolton Landing, NY
  • Year and Date: 20120908-20120908
  • Invited
• [Presentation] 腸管ポリープ形成とIL1/IL17の役割 (2012)
  • Author(s): 角田茂
  • Organizer: 第7回遺伝子栄養学研究会
  • Place of Presentation: 北広島クラッセホテル
  • Year and Date: 20120810-20120810
• [Presentation] Rheumatoid Arthritis Models (2012)
  • Author(s): Iwakura, Y.
  • Organizer: Novartis IL-17 Scientific Advisory Board
  • Place of Presentation: Frankfurt, Germany
  • Year and Date: 20120808-20120808
  • Invited
• [Presentation] 遺伝子変異マウスを用いたIL-17A/Fの消化管における機能の解析 (2012)
  • Author(s): 角田茂
  • Organizer: 第21回内毒素・LPS研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20120623-20120623
  • Invited
• [Presentation] IL-17産生性γδT細胞はリウマチ様関節炎発症に重要である (2012)
  • Author(s): 秋津葵
  • Organizer: 第77回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸商工会議所
  • Year and Date: 20120621-20120622
• [Patent(Industrial Property Rights)] 自己免疫疾患治療及び予防薬としてのCTRP6 (2012)
  • Inventor(s): 岩倉洋一郎，村山正承，石亀晴道，角田茂 (東京大学)
  • Industrial Property Rights Holder: 岩倉洋一郎，村山正承，石亀晴道，角田茂 (東京大学)
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: PCT/JP2012/061827
  • Filing Date: 2012-11-22
  • Overseas