胸腺内CD8陽性T細胞分化におけるFGF21の生理的役割の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26860048
• Research Institution: Kobe Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 増田 有紀 神戸薬科大学, 薬学部, 助教 (40421284)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: FGF21 / 胸腺 / CD8陽性T細胞 / IL-7 / 胸腺上皮細胞

Outline of Annual Research Achievements

FGF21は、主に肝臓で産生され、糖・脂質代謝を調節すると考えられている。我々は、FGF21が胸腺上皮細胞に特異的に発現していること、FGF21ノックアウト (KO) マウスにおいて胸腺および末梢のCD8 T細胞が有意に減少していることを認めた。本研究では、FGF21のCD8 T細胞の分化・成熟における生理的役割について解明することを目的としている。
FGF21の胸腺における発現は、胎生13日で既に確認され、新生児、4-12週齢においても発現を維持していた。次に胸腺を構成するCD4-CD8- (DN)、CD4+CD8+ (DP)、CD4+CD8- (CD4 SP)、CD4-CD8+ (CD8 SP)、CD45-EpCAM+ (胸腺上皮細胞)、CD45+CD11c+ (樹状細胞)をそれぞれ単離し、FGF21の受容体と共受容体の発現について調べたところ、FGFR1c、FGFR2cは、上記の全ての細胞で発現が確認されたが、FGFR3cは胸腺上皮細胞と樹状細胞、FGFR4と共受容体βKlothoは胸腺上皮細胞でのみ発現が確認された。
DPからCD8 T細胞への分化にはIL-7シグナルによるSTATを介した転写因子Runx3の発現誘導が必要である。IL-7を用いたCD8 SPへのin vitro分化誘導実験では、FGF21添加によってRunx3とIL-7受容体の発現が増強した。一方、胎生15日目のC57BL/6マウスから胸腺を採取し、胎児胸腺器官培養法を行った結果、FGF21の添加によってT細胞数は大きく変化しなかったが、胸腺上皮細胞数を増加させることが明らかとなった。
これらの結果から、胸腺上皮細胞から産生されたFGF21は、IL-7シグナリングを増強することでDPからCD8 T細胞への分化を促進する一方、胸腺上皮細胞自身に作用し増殖を促す可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成26年度の研究より、FGF21は胸腺上皮細胞とT細胞の両方に作用している可能性が示唆された。さらに、in vitro CD8 SP分化誘導実験から、FGF21がIL-7シグナリングを増強することが分かった。このように、作用メカニズムに関する研究はおおむね順調に進展していると考えている。しかし、産前産後休暇および育児休暇により半年間研究が中断したため、全体としては研究計画にやや遅れを感じている。FGF21 KOマウスの詳細な表現型解析については現在進行中である。

Strategy for Future Research Activity

FGF21が、胸腺皮質上皮細胞あるいは胸腺髄質上皮細胞のどちらに発現しているのかを明らかにし、FGF21 KOマウスの胸腺上皮細胞の細胞数や機能について解析を行う。FGF21は胸腺内T細胞だけでなく、胸腺上皮細胞に作用する可能性が示唆された。そこでFGF21の胸腺上皮細胞に対する作用を検討するために、T細胞を除去した2-deoxyguanosine (2-dGuo) 処理胎児胸腺にFGF21を添加した時の影響について調べる。さらに、FGF21 KOマウス由来胸腺上皮の機能を解析するため、ヌードマウスの腎被膜下に胎仔胸腺を移植し、ヌードマウス由来の再構築した胸腺細胞を解析する。

Causes of Carryover

産前産後休暇および育児休暇により半年間研究が中断したため、物品費の一部と旅費が未使用となっている。

Expenditure Plan for Carryover Budget

昨年度に引き続き、免疫細胞を単離、あるいは染色するための特異的抗体が必要なため、試薬購入に研究費を使用する予定である。
さらに情報収集や研究発表のために海外を含む各種学会等に出向く予定である。