2014 Fiscal Year Research-status Report
小形条虫の虫卵再感染防御と成虫排虫を担う細胞と分子の相互作用
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25460520
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
渡辺 直熙 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00057019)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石渡 賢治 東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (00241307)
浅野 和仁 昭和大学, 保健医療学部, 教授 (80159376)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 小形条虫 / 自然免疫 / 獲得免疫 / 感染防御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小形条虫は人体寄生虫であるがマウスにも感染する。これまで小形条虫に対する感染防御のうち虫卵の再感染防御の機序を感染マウスで解析してきた。まず自然免疫に限定した虫卵再感染防御の実験系によって検討した。自然免疫による機序では虫卵初感染後2日以内に完全な再感染防御が発現する。この特異で強力な現象を理解する糸口を探るべくマイクロアレイによる遺伝子発現の解析を試みた。その結果、多様な遺伝子の発現上昇がみられたものの、期待された免疫にかかわる遺伝子の際立った発現を同定することはできなかった。そこで従来の実験で得られた知見としてのCD4陽性細胞の関与について欠損マウスを用いてさらに追究したところ、防御はabT細胞とgdT細胞のいずれか一方では誘導できず、両者の共存が必要であることが示唆された。
獲得免疫による虫卵再感染防御については新たな実験系を設定した。虫卵初感染5日と6日後にプラジカンテルで成虫を駆虫して成虫由来の虫卵による自家感染を阻止し、30日後に虫卵を再感染し、防御能はその4日後の小腸内の擬嚢尾虫数で判定した。獲得免疫の誘導は初感染虫卵の経口投与による消火管を介する刺激が必須で、皮膚や腹腔に虫卵を投与しても免疫は賦与されない。獲得免疫による防御発現ではNK細胞、 NKT細胞、好塩基球、マスト細胞、CD8陽性細胞は必要としないが、Thy1陽性でCD4陽性細胞の関与が示唆された。CD4陽性細胞としてgdT細胞は関与しないがabT細胞の関与が示された。また自然免疫による防御にかかわった補助分子ICOSLやCD40Lは獲得免疫による防御の発現には不要であった。
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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
本研究は、小形条虫に対する防御について感染マウスを用いて、虫卵の再感染防御に関する自然免疫と獲得免疫の機序、さらに成虫に関する排虫の機序の3つの視点から解析することを目的としている。これまで虫卵再感染防御について検討してきた。自然免疫による虫卵再感染防御は実験結果から既知の免疫機序では説明できない新たな機序によることが想定される。その解析の端緒を探るべくマイクロアレイによる網羅的解析が行われた。専門家の協力による実験とデータ解析にもかかわらず、免疫に関与する遺伝子の強い発現は検出できなかった。そこで実験は従来の抗体および欠損マウスを用いたものとなった。細胞として、NK細胞、 NKT細胞、好塩基球、マスト細胞、CD8陽性細胞の関与は否定されたが、CD4陽性のabT細胞とgdT細胞の両者の共存が必要であることが判明した。これらの知見から、短期間で成立する新たな自然免疫機構の存在が示唆される。一方、この2つの細胞の関与は複雑でもあり、両者の関係を明らかにする必要がある。さらに自然免疫による防御に関与する分子の同定が今後の課題として残った。
獲得免疫による虫卵再感染防御については、獲得免疫に限定した明解な解析を可能とする実験系を確立できた。細胞として、NK細胞、 NKT細胞、好塩基球、マスト細胞、CD8陽性細胞の関与はなかったが、免疫記憶を持つCD4陽性abT細胞の関与が示された。これは予想された結果ともいえる。しかしながら、獲得免疫による防御にかかわるサイトカインは実験途上だが、同定されていない。防御発現のエフェクター分子については、自然免疫によるものとの異同が注目される。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は申請書の研究計画にあるように、成虫の消化管からの排虫の機序を解明することが主な研究目的となる。そのためにはまず実験系の確立が必要である。つぎに、IgE抗体の関与がすでに明らかになっていることから、実験はIgE受容体をもつ細胞としてのマスト細胞や好塩基球に焦点をあてたものから始める。IgEは産生量が他のIgに比べてきわめて少ないことから、IgE抗体による直接の防御発現は難しく、IgE受容体をもつ細胞の関与による機能増幅が重要と考えられる。とりわけ、好塩基球はサイトカインの分泌を含めてその機能の多様性が知られるようになり、防御との関係が注目されている。好塩基球については、ダニや寄生線虫の感染マウスを用いたこれまでの実験の経験を踏まえた解析を行う。これらの細胞の消化管局所への集積や活性化にかかわる分子を検討することは重要である。また小形条虫のような大きな寄生虫の排虫を担うエフェクター分子の同定も行う。
一方、これまでの小形条虫の虫卵再感染防御について残された問題の解決がある。虫卵再感染防御は自然免疫と獲得免疫の2つの機序で発現する。いずれの機序についても主導する細胞をほぼ同定することができた。しかし細胞の機能を誘導・調節するサイトカインを中心とする分子の同定が実験途上にある。さらに自然免疫に関しては自然リンパ球やマクロファージの関与を検討しなければならない。また防御発現のエフェクター分子を検討することで、虫卵の再感染防御という一つの現象に対する自然免疫と獲得免疫との発現機構の異同も明らかにする。
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| Causes of Carryover |
本年度は25年度の研究内容の柱の一つであったマイクロアレイによる解析が行われたが、意図する遺伝子群の同定に至らず、さらなる解析にあてる費用が要らなくなった。また細胞と分子の同定に用いるモノクローナル抗体や欠損マウスも研究者からの分与によってその多くを賄うことができたことから、これらの購入費用が少なくて済んだ。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度の助成金残額は、小形条虫の虫卵再感染防御における自然免疫と獲得免疫の機序について26年度に解決できなかった細胞と分子の同定と相互作用の実験にあてる。特にサイトカインの関与について抗体処理マウスを用いた実験を予定している。マウスの抗体処理には多量の抗体が必要でその費用も多額となる。
27年度分として新たに交付される助成金は小形条虫の成虫の排虫の機序解析にあてる。
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