T細胞依存性、IgE非依存性の新規気管支閉塞機序の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461497
• Research Institution: Clinical Research Center for Allergy and Rheumatology, National Hospital Organization, Sagamihara National Hospital
• Principal Investigator: 森 晶夫 独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), 先端技術開発研究部, 部長 (80251247)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神山 智 独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), その他部局等, 研究員 (20626783) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: アレルギー / T細胞 / 喘息反応 / 遅発型反応 / 平滑筋 / メディエータ

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、気管支喘息症例のT細胞由来気管支平滑筋収縮活性の研究に加えて、in vivo, in vitroでT細胞依存性の気流閉塞メカニズムをより詳細に解析する目的に、マウスでT細胞クローン移入による、抗原特異的遅発型喘息反応モデルを樹立し、発展させた。前年度までに樹立したOVA特異的T細胞クローンを無処置マウスに移入、抗原チャレンジを行うことにより、気道過敏性、肺好酸球浸潤、気流閉塞が惹起されるIgE非依存性、T細胞依存性喘息モデルであることを確認後、特に遅発型喘息反応がよく惹起されるクローンを選別した。このin vivoアッセイ系の知見を踏まえて、同クローンをin vitroで活性化し、培養上清を採取し、透析のうえ、培養ヒト気管支平滑筋細胞コラーゲンゲルのアッセイ系にアプライしたところ、T細胞クローンの活性化依存性に、ゲル収縮活性が検出出来ることを見出した。T細胞から、平滑筋収縮活性が産生されるとの知見は、きわめてユニークな発見で、意義が大きい。固相化抗CD3抗体による活性化刺激に加えて、抗原提示細胞＋抗原刺激の系でも血清フリーの培養条件で、収縮活性の強い上清の採取ができないか検討を進めている。この収縮活性の同定に向けて、同じアッセイ系を用いて薬理学的なアプローチを開始した。ロイコトリエン阻害薬では、阻害されないことを確認した。もう一つのin vitroアッセイ系である、Magnus管に牽引したモルモット気管リング収縮反応系にもアプライし、収縮活性を検出出来るか解析中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

まず、気管支喘息症例を対象とした研究では、末梢血リンパ球からのIL-5産生を誘導する抗原に反応して、IgE非依存的に遅発型喘息反応が惹起される症例を見出し、末梢血T細胞から抗原特異的に、平滑筋収縮活性が産生されることを明らかにした。加えて、アレルゲン特異的T細胞クローンを多数樹立している。平滑筋収縮活性のアッセイ方法としては、培養ヒト気管支平滑筋細胞コラーゲンゲルのアッセイ系を樹立し、T細胞培養上清中の平滑筋収縮活性検出に成功した。さらに、Magnus管に牽引したモルモット気管リング収縮反応系も樹立し、現在ゲルアッセイ系で得られた結果との比較解析中である。免疫学的観点からは、種々のモノクローナル中和抗体、ノックアウトマウスが利用可能なマウスの系で、ヒトと共通のT細胞依存性気管支平滑筋収縮モデルが樹立できた意義は大きい。これらの成果を得て、最終年度の28年度には、より生化学的、薬理学的な解析を進め、分子レベルでの同定を行いたい。

Strategy for Future Research Activity

26年度には、ヒトのアレルゲン特異的T細胞クローンを多数樹立し、新規にMagnus管に牽引したモルモット気管リング収縮反応系を立ち上げた。27年度には、収縮活性の高いマウス由来のクローンを樹立した。28年度には、これらの研究リソースをフルに活用し、大量培養、アッセイ、生化学的解析、精製へと研究を進めたい。ジーンチップ解析、プロテオーム解析も予定している。

Causes of Carryover

26年度は、新規にMagnus管に牽引したモルモット気管リング収縮反応系を立ち上げたため、再現性の問題がなかなかクリア出来ず、アッセイが安定するまで時間がかかった。ただし、ほかの項目については、順調に進めることが出来た。27年度には、今後の詳細な解析にとっておおいに役立つと期待される、IgE非依存性、T細胞依存性のマウス喘息モデル、マウスT細胞クローンが確立できた。種々のモノクローナル抗体やノックアウトマウスが利用可能なマウスの系で、ヒトと共通のT細胞依存性気管支収縮モデルが確立できた意義は大きい。ゲル収縮系以外のin vitroアッセイ系も完成した。順調に成果が得られていると考えられる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

新しいアッセイ系、マウスモデル系については、26年、27年度に、時間はかかったものの、努力の甲斐あって順調に立ち上げられた。27年度にマウスの抗原特異的T細胞クローンを多数樹立し、収縮活性の高いクローンを選択できたので、28年度には、アッセイ検体が大幅に増え、消耗品の使用が増えることが見込まれる。

Research Products

• [Journal Article] Crosstalk between histamine and T cells in allergic diseases (2016)
  • Author(s): Saeki, M., Nishimura, T., Kaminuma, O., Ohtsu, H., Mori, A., and Hiroi, T.
  • Journal Title: Cur. Immunol. Rev. Volume: 12 Pages: 10-13
  • DOI: DOI:10.2174/1573395511666150706180936
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Essential contribution of CD4+ T cells to antigen-induced nasal hyperresponsiveness in experimental allergic rhinitis. (2016)
  • Author(s): Nishimura, T., Kaminuma, O., Saeki, M., Kitamura, N., Matsuoka, K., Yoneyama, H., Mori, A., and Hiroi, T.
  • Journal Title: Plos One. Volume: １１ Pages: :e0146686
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0146686
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 喘息の難治化をきたす基本病態 (2015)
  • Author(s): 森 晶夫
  • Journal Title: Respiratory Medical Research Volume: 3 Pages: 9-15
• [Journal Article] in vitro 抗原負荷とサイトカイン (2015)
  • Author(s): 森 晶夫
  • Journal Title: アレルギー・免疫 Volume: 22 Pages: 134-143
• [Presentation] Control of steroid responsiveness of Th cells in asthma (2016)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Yamaguchi, M., Iijima, Y., Ohtomo-Abe, A., Kinoshita, A., Kamide, Y., Hayashi, H., Watai, K., Mitsui, C., Oshikata, C., Sekiya, K., Tsuburai, T., Ohtomo, M., Fukutomi, Y., Taniguchi, M., Ohtomo, T., and Kaminuma, O.
  • Organizer: 2016 American Academy of Allergy, Asthma, and Immunology Annual Meeting
  • Place of Presentation: Los Angels
  • Year and Date: 2016-03-04 – 2016-03-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Acidic conditions regulate mast cell migration and Fc epsilon RI-mediated cytokine production (2016)
  • Author(s): Kamide, Y., Ishizuka, T., Hayashi, H., Mitsui, C., Mori, A., Hisada, T., Dobashi, K., Okajima, F., Yamada, M., and Taniguchi, M.
  • Organizer: 2016 American Academy of Allergy, Asthma, and Immunology Annual Meeting
  • Place of Presentation: Los Angels
  • Year and Date: 2016-03-04 – 2016-03-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Suppression of lipid mediators by the humanized anti-IgE antibody Omalizumab in aspirin-exacerbated respiratory disease (2016)
  • Author(s): Hayashi, H., Mitsui, C., Fukutomi, Y., Kajiwara, K., Watai, K., Kinoshita, A., Kamide, Y., Sekiya, K., Tsuburai, T., Mori, A., Akiyama, K., Hasegawa, Y., and Taniguchi, M.
  • Organizer: 2016 American Academy of Allergy, Asthma, and Immunology Annual Meeting
  • Place of Presentation: Los Angels
  • Year and Date: 2016-03-04 – 2016-03-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmacological characterization of T cell-induce bronchoconstriction response (2015)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Yamaguchi, M., Iijima, Y., Ohtomo-Abe, Saito, N., A., Kinoshita, A., Hayashi, H., Watarai, K., Mitsui, C., Oshikata, C., Sekiya, K., Tsuburai, T., Maeda, Y., Ohtomo, M., Fukutomi, Y., Taniguchi, M., Akiyama, K., Ohtomo, T., and Kaminuma, O.
  • Organizer: Asian Pacific Society of Respirology 2015 Congress
  • Place of Presentation: Kuala Lumpur
  • Year and Date: 2015-12-03 – 2015-12-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of LTRA on T cell-induced bronchoconstriction in the mice (2015)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Yamaguchi, M., Iijima, Y., Ohtomo-Abe, A., saito, N., Kinoshita, A., Hayashi, H., Watarai, K., Mitsui, C., Oshikata, C., Sekiya, K., Tsuburai, T., Maeda, Y., Ohtomo, M., Fukutomi, Y., Taniguchi, M., Akiyama, K., Ohtomo, T., and Kaminuma, O.
  • Organizer: European Respiratory Society International Congress 2015
  • Place of Presentation: Amsterdam
  • Year and Date: 2015-09-26 – 2015-09-30
  • Int'l Joint Research