IL-21による炎症性大腸腫瘍発生機構の解明とその抑制

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26460568
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 浅尾 裕信 山形大学, 医学部, 教授 (80250744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奈良 英利 山形大学, 医学部, 助教 (00375338) ; 武田 裕司 山形大学, 医学部, 助教 (90302299)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: IL-21 / 炎症性腸疾患 / 炎症性発癌

Outline of Annual Research Achievements

私達が作成したIL-21アイソフォーム発現マウスでは、dextran sulfate sodium (DSS)で誘導される大腸炎が増悪し、また、azoxymethane (AOM)を合わせて投与すると、炎症性大腸癌の発生が亢進した。そこで、IL-21が直接大腸上皮細胞に作用し、癌発生に関わる可能性を考えた。
１．大腸上皮細胞株での解析
初めに、マウス大腸癌細胞株（Colon38）のIL-21受容体やγc鎖の発現を解析した。その結果、Colon38にはIL-21受容体やγc鎖 が発現していること、さらに、TNFαやTGBβで刺激することによりIL-21受容体発現が亢進することがわかった。マウスIL-21受容体の遺伝子制御領域を調べると、NF-κB結合部位やSmad結合部位が複数存在することが明らかとなった。Colon38において、IL-21受容体発現制御機構やIL-21の機能について解析を進め、大腸上皮細胞での解析の一助として行きたい。
２．大腸上皮細胞での解析
大腸上皮細胞を分離し、血球系細胞の混入を除くため、CD45陽性細胞を除去した。RT-PCR法でIL-21受容体発現を調べたところ、弱いながらIL-21受容体とγc鎖が発現していることが確認された。IL-21はB細胞においてactivation-induced cytidine deaminase (AID)の誘導に関与することが知られていることから、大腸上皮細胞でのAID発現を調べた。無処理の野生型マウスでは、非常に弱いIL-21受容体の発現とAID発現を認めたが、DSSとAOM を投与したマウスでは、IL-21受容体とともに、AIDの発現も上昇する傾向が認められた。IL-21が大腸上皮細胞上のIL-21受容体を介してAIDの発現を増強させ、発がんに関わっている可能性が考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

大腸上皮細胞株のIL-21受容体発現解析については、発現を促進するサイトカインが概ね同定出来た。
大腸上皮のIL-21受容体発現、AID発現解析については、炎症を誘導した場合に発現が促進される傾向が認められたが、まだデータが不十分であり、今後さらなる検討を要する。

Strategy for Future Research Activity

大腸上皮細胞株を用いた研究では、IL-21受容体が十分発現する条件で、IL-21がAIDを誘導するのかどうかを詳細に解析する予定である。
大腸上皮を用いた解析では、今後in vitroでの解析も進める。大腸上皮組織を回収したのち、細胞を分離せずに組織のまま培養液中で培養し、大腸上皮細胞株で得られたデータをもとに、TNFαやTGFβなど様々なサイトカインを作用させて、IL-21受容体発現の亢進の有無を検討する。そして、次に、IL-21を作用させた時のAID発現等について調べて行く予定である。また、野生型マウスとIL-21アイソフォーム発現マウスでの比較検討も行って行く。