2015 Fiscal Year Research-status Report
再生芽「自己抗原」の同定とそのマスキングによる再生能賦活化に関する研究
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26640051
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
久保 健雄 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10201469)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アフリカツメガエル / 再生 / 免疫細胞 / 増殖細胞 / 非自己 / Interleukin / PhyH-like / T細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アフリカツメガエル幼生は高い尾再生能をもつが、発育段階で一時的に再生能を失う（再生不応期）。申請者らはこれまでに、不応期の幼生を免疫抑制剤（FK506）で処理すると再生能を賦活化することができることを示し、不応期では再生を阻害するような免疫応答が起きることを示唆している [Fukazawa et al., Development (2009)]。また、再生芽細胞を「非自己」として攻撃する自己反応性免疫細胞を仮定し、この免疫細胞で発現する遺伝子候補として、XPhyH-likeを同定した [Naora et al., BBRC (2013)]。XPhyH-likeは不応期幼生の血液細胞で一過的に発現上昇するが、その血液細胞の同定には至っていない。
本研究では、アフリカツメガエル幼生尾の再生芽増殖細胞をFACSで単離し、その遺伝子発現プロフィルをRNA-seqにより解析することで、再生芽増殖細胞に選択的に発現する遺伝子を検索し、この中から、再生に必須な因子や不応期に「非自己」として認識される因子を同定すること、さらには不応期に再生を阻害する免疫細胞の同定を目的とした。その結果、再生芽増殖細胞選択的に発現する遺伝子としてinterleukin-11（il-11）を同定した [Tsujioka et al. PLoS ONE (2015)]。現在、il-11をゲノム編集によりノックアウトしたツメガエル幼生において尾再生が抑制されるか、検討を進めている。一方、ツメガエルのXPhyH-like発現細胞の同定には至っていないが、XPhyH-likeのマウスホモログ（Phyhd1）を同定し、Phyhd1がT細胞やB細胞で発現し、T細胞では、T cell receptorに対する抗体を用いて刺激した際に、発現上昇することを見いだした [Furusawa et al. BBRC (2016)]。
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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
本研究では、(1) 再生芽増殖細胞の遺伝子発現プロフィルを解明し、(2) 再生に必須な役割を担う分子の同定、(3) 不応期に、自己反応性免疫細胞に「非自己」と認識される分子の同定、(4) 不応期に再生に阻害的に働く免疫細胞の同定、(4) その免疫細胞のマウスホモログの同定、を目的とした。この内、(1) に関しては世界で初めて、ツメガエル幼生尾の再生芽の増殖細胞をFACSで単離し、その遺伝子発現プロフィルを明らかにすることに成功した[Tsujioka et al. PLoS ONE (2015)]。(2) に関しては (1) で同定した遺伝子の中からil-11に着目し、 この遺伝子が再生芽増殖細胞自身で発現することを示すと共に[Tsujioka et al. PLoS ONE (2015)]、現在、この遺伝子が尾再生に必須な役割を担うかの検証を進めている。(3) に関しては、(1) で同定した遺伝子の中に幾つか候補（’eat me not’など）は見つかっているが、それが実際に不応期に再生芽増殖細胞の「非自己＝自己抗原」として働いているかの検証は未だ行えていない。(4) の自己反応性免疫細胞の同定に関しては、ツメガエルでは利用できる白血球マーカーが限られているため、実施できていないが、XPhyH-likeのマウスホモログ（Phyhd1）を同定し、Phyhd1がマウスの白血球（T細胞とB細胞）で発現し、T細胞をT cell receptorに対する抗体を用いて刺激することで発現誘導されることを見いだした[Furusawa et al. BBRC (2016)]。これはT細胞活性化の新規な分子機構の解明につながるだけでなく、ツメガエルの器官再生に阻害的に働く免疫系の解明にもヒントを与える興味深い知見であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
直近の今後の研究の推進方策としては、本研究計画で達成でなかった部分の研究を進める伴に、新たに見いだされた方向性を指向する研究を実施する計画である。先ずは、IL-11とその下流のシグナル伝達系が、再生芽の形成に果たす役割解明も重要な課題である。また、(1)で見いだされた遺伝子候補には、IL-11以外にも、再生に必須な役割を担う分子や、「自己抗原」となる分候補分子が見つかっており、これらの解析も進める必要がある。
(4)に関連して、ツメガエルの血球のin situハイブリダイゼーション法により、XPhyH-likeを発現する血球細胞の同定も興味深い。同様な血球細胞が哺乳類などの他の動物種でも見つかれば、様々な動物種で再生とそれを阻害する免疫系の関係についての解析が可能になると思われる。Phyhd1を発現するT細胞の亜集団は、その良い候補となると思われる。哺乳類はその高度な免疫系と引き換えに、器官再生能を失った可能性がある。この可能性の検証は、将来の人為的な再生能賦活化に向けて重要なステップになると予想される。
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| Causes of Carryover |
「研究実積の概要」に記したように、平成27年度の後半に、XPhyH-likeのマウスホモログ（Phyhd1）を同定し、Phyhd1がマウスの白血球（T細胞とB細胞）で発現し、T細胞をT cell receptorに対する抗体を用いて刺激することで発現誘導されることを見いだした。これらの知見を論文にまとめて論文に投稿する予定であったため、その掲載料の支払いに宛てるため、上記の金額（199,268円）を次年度使用額として計上した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文をBiochem. Biophys. Res. Commun.に投稿したところ、採択されたので [Furusawa et al. BBRC (2016)]、その掲載料を平成28年度に支払う予定である。残りの研究費は、「今後の研究の推進方策」に記した研究課題の実施のために使用する計画である。
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