2015 Fiscal Year Research-status Report
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26460577
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
森本 純子 徳島大学, 疾患酵素学研究センター, 助教 (20451396)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松本 満 徳島大学, 疾患酵素学研究センター, 教授 (60221595)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 中枢性寛容 / 自己免疫疾患 / 自己抗原 / 胸腺 / 胸腺髄質上皮細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胸腺髄質上皮細胞(meullary thymic epithelial cell; mTEC)は自己反応性T細胞のセレクションに関与する細胞群である。特にmTECに特異的に発現する転写因子Aireは、遺伝性自己免疫疾患の原因遺伝子であることが知られており、mTECにおけるAireの機能解明は自己寛容の成立機構のみならず、自己免疫疾患病態形成のメカニズムについての理解が進展すると期待される。平成27年度はAireレポーターマウス2種類（Aireプロモーター制御下にhuman Aire-GFP 結合蛋白が発現するマウスおよびdiphthria toxin receptor (DTR)を発現するマウス）を用いて、ある特定のmTECにおいてのみAireが発現するのではなく、全てのmTECがAireを発現する時期を経ることを明らかにした（Kawano, H. et.al. Journal of Immunology, 2015)。この結果はAireが全てのmTECにおいて、ある特定の時期においてのみ発現することを示唆しており、自己抗原発現の制御におけるAire機能の解明につながることが期待される。又、mTECはAire発現の有無やその分化段階によっていくつかの亜群（サブセット）に分類することができる。これまでその分類は主に分化段階を示すものであったが我々はあらたに新規mTECサブセットを見いだし、この新規mTECサブセットがその局在や自己抗原の発現レベルより中枢性寛容に重要な役割を果たしているサブセットであることをつきとめた。またAireを発現するmTECは細胞死に至る前にAireの発現を失うpost-Aire mTECという段階を経ることが我々を含めたいくつかのグループより報告されている。今回我々が見いだした新規mTECサブセットはこのpost-Aire stageを経ることなく速やかに細胞死に至ることが明らかとなった（論文投稿中）。
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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
これまでの研究で、temporal lineage-tracing システムを用いてAire発現細胞のfatemapping等を行うことで、mTECの分化プロセスにおけるAireの必要性の解析を行い、1) AireはmTECのfull-maturationに必要であり、2) Aire欠損状態で誘導されたpost-Aire mTECはAire存在下で誘導されたpost-Aire mTECと比較して細胞表面マーカーの発現に異常が認められることを見いだし、報告してきた（Nishikawa, Y. et.al. Journal of Immunology, 2014)。さらに今年度はAireレポーターマウス2種類（Aireプロモーター制御下にhuman Aire-GFP 結合蛋白が発現するマウスおよびdiphthria toxin receptor (DTR)を発現するマウス）を用いて、ある特定のmTECにおいてのみAireが発現するのではなく、全てのmTECがAireを発現する時期を経ることを明らかとし、報告した（Kawano, H. et.al. Journal of Immunology, 2015)。加えてAire発現mTECを生細胞として分離、解析することが可能なAire/hCD2レポーターマウスを利用することで、我々が新たに見いだした新規mTECサブセットにおける自己抗原の発現解析を行った。その結果、新規mTECサブセットは自己抗原を高いレベルで発現していることを見いだした（論文投稿中）。さらにH27年度の研究計画に掲げたAire/p35ノックインマウスを用いたアポトーシスにおけるAireの機能解析にも着手している段階である。このノックインマウスではbaculoウイルス由来蛋白質であるp35がAire陽性mTECに発現することで、Aire陽性mTECがアポトーシス非感受性となる。現在このAire/p35ノックインマウスにおいて、加齢に伴うmTEC数の低下による自己抗原の発現低下のレスキューと自己寛容の成立機構の関連性について解析しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、引き続きAireがどのようなメカニズムで中枢性寛容の成立に寄与しているのかを、AireがmTECの成熟化に関与する分子であるという観点よりアプローチし、難治性炎症性疾患である自己免疫疾患の原因解明の基盤となる研究を行う。特に自己免疫疾患の病態解析を中心に下記にあげる3つのプロジェクトを進めていく。
1) 上述したAire/p35ノックインマウスにおいて加齢に伴うmTEC数の低下による自己抗原の発現低下のレスキューと自己寛容の成立機構の関連性について解析を行う。さらに2) インスリンプロモーター制御下で卵白アルブミン（OVA）を発現するTgマウス（胸腺および膵臓においてOVAの発現を認める）と、OVAを特異的に認識するT細胞受容体を発現するTgマウスを交配したdouble Tgマウスに、Aire/DTRノックインマウスをかけあわせたマウスを作製する。このマウスにおいて時期特異的にジフテリアトキシンを投与することでAire陽性mTECを除去し、胸腺におけるT細胞セレクションにどのような影響がもたらされるか、また膵臓の組織障害がどのように変化するかを解析することで、T細胞セレクションの異常と組織障害との関連性に加えて、Aire陽性mTECが発育段階のどの時期に最も重要な役割を担っているのかを明らかにする。また3） 糖尿病を自然発症するNODマウスが背景のAire/DTRノックインマウスを用いて、Aire発現細胞の時期特異的除去がNODマウス特有の自己免疫疾患発症過程にどのような影響を及ぼすのかを解析することで、AireおよびAire発現細胞の機能解明を行う。Aireの機能異常は人において自己免疫性多腺性内分泌不全症１型(APECED)を引き起こすことがしられている。本研究でAireおよびAire発現細胞の機能を解明することで、自己免疫疾患の原因について理解を深めるとともに、新たな自己免疫疾患治療につなげたいと考えている。
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[Journal Article] Ectopic Aire Expression in the Thymic Cortex Reveals Inherent Properties of Aire as a Tolerogenic Factor within the Medulla.2015
Author(s)
Nishijima H, Kitano S, Miyachi H, Morimoto J, Kawano H, Hirota F, Morita R, Mouri Y, Masuda K, Imoto I, Ikuta K, Matsumoto M.
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Journal Title
Journal of Immunology
Volume: 195
Pages: 4641-4649
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Syndecan 4 Regulation of the Development of Autoimmune Arthritis in Mice by Modulating B Cell Migration and Germinal Center Formation.2015
Author(s)
Endo T, Ito K, Morimoto J, Kanayama M, Ota D, Ikesue M, Kon S, Takahashi D, Onodera T, Iwasaki N, Uede T.
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Journal Title
Arthritis Rheumatology
Volume: 67
Pages: 2512-2522
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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