B細胞後期分化に伴う体細胞突然変異誘導能の獲得機構

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670239
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 北村 大介 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (70204914)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 免疫学 / 体細胞突然変異 / 胚中心 / B細胞

Outline of Annual Research Achievements

免疫応答の過程で胚中心B細胞に免疫グロブリン(Ig)遺伝子のV領域に体細胞突然変異(SHM)が蓄積され、その結果、抗原受容体と抗体の抗原親和性が多様化する。SHMとクラススイッチ組換え(CSR)の誘導にはシチジン脱アミノ化酵素AIDが必須であるが、in vitroで活性化されたB細胞にもAIDが発現しCSRは起こるがSHMは起こらないので、胚中心B細胞には特有のSHM誘導能が存在すると考えられた。私たちが確立したiGB細胞培養系では、B細胞が著しく増殖して胚中心B細胞様のiGB細胞となり、CSRを起こすがSHMはほとんど起こらない。iGB細胞にBcl-6を強制発現させてフィーダー細胞とIL-21存在下で長期に培養を続けても同様であった。一方、iGB細胞をマウスに移入すると、記憶B細胞様のiMB細胞に分化し、二次リンパ組織に維持される。このiMB細胞をiGB細胞と同様にBcl-6導入により長期培養した細胞（これをiMGB細胞と呼ぶ）では高率にSHMが生じることが分かった。よって、iGB細胞はin vivoにおいてSHM誘導能を獲得したと考えられた。このSHM誘導能の実態を明らかにすることが本研究の目的である。本年度の研究から以下のことが明らかになった。
１．iMB細胞をソーティングする前、あるいは、培養中に抗原受容体を刺激した場合にのみ、作成したiMGB細胞で高率にSHMが生じることが分かった。
２．形質細胞分化のマスター制御因子であるBlimp1の欠損マウスのB細胞から作成したiMGB細胞は野生型マウスに比べて、２倍以上の変異頻度を示した。
３．iMGB細胞におけるSHM頻度の増加は長期培養中に頭打ちとなった。その原因は、変異を起こさないクローンの増加にあった。変異を蓄積したクローンとそうでないクローンを比較すると、前者では核内のAIDタンパク量が多かった。よって、AIDの核内保持を制御する機構がSHM効率に大きな影響を与えていると思われる。

Research Products

• [Journal Article] Complex Antigens Drive Permissive Clonal Selection in Germinal Centers. (2016)
  • Author(s): Kuraoka, M., Schmidt, A.G., Nojima, T., Feng, F., Watanabe, A., Kitamura, D., Harrison, S.C., Kepler, T.B. and Kelsoe, G.
  • Journal Title: Immunity Volume: 44 Pages: 542-552
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2016.02.010.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] GIMAP1 Is Essential for the Survival of Naive and Activated B Cells In Vivo. (2016)
  • Author(s): Webb, L.M., Datta, P., Bell, S.E., Kitamura, D., Turner, M. and Butcher, G.W.
  • Journal Title: The Journal of Immunology Volume: 196 Pages: 207-216
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1501582.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 膜型IgEの自発的シグナル伝達によるB細胞記憶形成の制御 (2016)
  • Author(s): 羽生田圭、深尾紗央里、北村大介
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー科 Volume: 65 Pages: 329-333
• [Journal Article] Ex vivo engineered immune organoids for controlled germinal center reactions. (2015)
  • Author(s): Purwada, A., Jaiswal, M.K., Ahn, H., Nojima, T., Kitamura, D., Gaharwar, A.K., Cerchietti, L. and Singh, A.
  • Journal Title: Biomaterials Volume: 63 Pages: 24-34
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2015.06.002.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Autonomous signaling from IgE B cell receptor suppresses B cell memory formation. (2015)
  • Author(s): Kei Haniuda, Saori Fukao, Tadahiro Kodama, Hitoshi Hasegawa, Daisuke Kitamura
  • Organizer: The 3rd Symposium of International Immunological Memory and Vaccine Forum
  • Place of Presentation: Berlin
  • Year and Date: 2015-10-30 – 2015-10-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BLNK-knockout mice as a model of allergic diseases. (2015)
  • Author(s): Daisuke Kitamura
  • Organizer: International Symposium of the Center for Animal Disease Models 2015
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-07-21
  • Int'l Joint Research / Invited