2014 Fiscal Year Research-status Report
トランスジェニックマウスを使ったヒスタミン産生細胞の病態解析
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26460332
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大津 浩 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60250742)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平澤 典保 東北大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (80181155)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヒスタミン / レポーターマウス / アレルギー / 蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒスタミンの生体内での産生調節機構については不十分な点が多く、本研究は産生源を明らかにすべくHDC遺伝子の発現をモニターするレポーターマウスを作製し、産生細胞および産生の調節機構を明らかにしようとしている。ヒスタミンは必須アミノ酸の一種であるヒスチジンから生体内では唯一の酵素であるヒスチジン脱炭酸酵素(HDC)を介して産生されるためこの遺伝子の発現をモニターすることによりヒスタミンの産生について考察することが可能である。交付申請書にも記載した通り、脳視床下部や胃体部におけるGFP発現は免疫染色で確認しているがHDC産生細胞と一致しているかどうかについて確認が必要であった。そこで本研究ではレポーターマウスから摘出した胃におけるGFPとHDCの免疫染色を遂行した。近接する切片を使ってGFPの一次抗体(Cell Signaling Technology）とHCDの一次抗体(Acris Antibody)を反応させ、その後、ペルオキシダーゼを標識した二次抗体と反応させ、DAB染色キットを用いて二次抗体が結合した部位を褐色に発色させた。染色パターンはGFPとHDCで一致していることが判明した。また小腸壁での細胞においては、肥満細胞の他に、好酸球や好塩基球にも蛍光の発光がみられ、現在まで考えられていた以上に多種類の血液細胞にヒスタミンが存在する可能性が出てきている。このため、今後様々な病態モデルを使った実験においても新たなヒスタミン産生細胞を認める可能性が高いと考えている。
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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
交付申請書には研究の目的として、ヒスタミンの産生細胞の解明やHDC遺伝子の転写調節機構の解明が掲げられている。26年度はそのなかで、トランスジェニックマウスを用いた蛍光発光の確認を終了し、腹膜炎モデルの解析や、高GFP細胞における発現遺伝子の解析をすることとなっている。実績報告書の項で記載した通り、胃の染色においてはほぼ確実にＧＦＰ発現細胞とHDC発現細胞は一致した。ドイツのLeibniz-Center for Medicine and BiosciencesのDr. Zane Orinskaとのやりとりで、ヒスタミンを特異的に染色するHistamine Blueの存在が明らかになり、現在試薬を取り寄せてるところであり、入手後さらに作製したマウスが確実にヒスタミン産生細胞が蛍光を発するのかどうか確認できるようになるとともに、転写レベルでのコントロールとヒスタミン量との関連性も染色によって明らかになる。このことによって、転写のコントロールばかりではなく、ヒスタミン産生の多段階的なメカニズムに迫れる実験系を構築できる可能性が出てきている。申請書で示しているように種々のモデルでのヒスタミン産生細胞の解明については今後他の研究者との共同で進めるために、現在はヒスタミン産生コントロールのメカニズムに迫る方が重要であると考えている。従って、現段階ではこのように種々の疾患モデルを詳細に解析できる足場作りに専念した方が、より達成度が高いと感じるとともに、共同で疾患モデルを研究していく上に置いては重要な宣伝として使えると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
① レポーターマウスにおけるヒスタミン合成能の確認について：これまでの結果では、現在まで得られているヒスタミン合成細胞としての解剖学的な位置関係についての確認は出来ているものの、HDC産生細胞との一致性やヒスタミン合成能に関しては更に確認が必要である。このために新しいヒスタミンブルーという試薬を手にいれて、現在のGFPによるGreenの蛍光とともに、Histamine BlueによるBlueの発光とが重ね合わさったシアンの発光を観察することによって、ヒスタミンの産生細胞が新しいレポーターマウスにおいて確認する。
② FACSを用いることによって、現在まで小腸壁細胞や骨髄細胞における蛍光発光について詳しく見ているところであるが、これまでの枠を超えて多くの種類の細胞でヒスタミン産生が起きている可能性が出てきた。例えば、好酸球やＴ細胞などでヒスタミン産生がみられる。今後、GFP発光と細胞表面の特異抗原に対する蛍光色素抗体を用いることによって、どのような細胞からヒスタミンが出ているのかについて明らかにしていく。
③ 種々の疾患モデルマウスにおけるヒスタミンの役割について、アレルギー反応モデルマウス、神経疾患モデルマウス、動脈硬化モデルマウスなどを用いて明らかにしていく。例えば、アレルギー反応の早期にヒスタミンの役割が重要であることが判明しつつあるため自然免疫やアレルギー時の感作相におけるヒスタミン産生細胞を観察する。そのなかで制御性Ｔ細胞に対してヒスタミンの役割について集中する実験系を組むつもりである。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度請求額とあわせ、平成27年度の研究遂行に使用する予定である。
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Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Histamine H3 Receptors Aggravate Cerebral Ischemic Injury by Histamine-independent Mechanisms.2014
Author(s)
Haijing Yan, Xiangnan Zhang, Weiwei Hu, Jing Ma, Weiwei Hou, Xingzhou Zhang, Xiaofen Wang, Jieqiong Gao, Yao Shen, Jianxin Lu, Hiroshi Ohtsu, Feng Han, Guanghui Wang, and Zhong Chen.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 5
Pages: 33334
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Histidine decarboxylase deficiency causes Tourette syndrome: parallel findings in humans and mice.2014
Author(s)
L C Baldan, K A. Williams, J-D Gallezot, V Pogorelov, M Rapanelli, M Crowley, GM. Anderson, E Loring, R Gorczyca, E Billingslea, S Wasylink, KE. Panza, A. G Ercan-Sencicek, K Krusong, B L. Leventhal, Ohtsu, ZA. Hughes, JH. Krystal, Linda Mayes, I de Araujo, Y-S Ding, MW. State, C Pittenger.
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Journal Title
Neuron
Volume: 81
Pages: 77-90
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Histamine synthesis is required for granule maturation in murine mast cells.2014
Author(s)
Shunsuke Nakazawa, Mariko Sakanaka, Kazuyuki Furuta, Mayuko Natsuhara, Hirotsugu Takano, Soken Tsuchiya, Yasushi Okuno, Hiroshi Ohtsu, Masahiro Nishibori, Robin L. Thurmond, Noriyasu Hirasawa, Kazuhisa Nakayama, Atsushi Ichikawa, Yukihiko Sugimoto, and Satoshi Tanaka
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Journal Title
Eur J Immunol
Volume: 44
Pages: 204-214
DOI
Peer Reviewed
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