制御性T細胞による組織特異的自己免疫寛容誘導・維持機構の解明

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Creation, function and structure of neo-self
• Project/Area Number: 17H05789
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 堀 昌平 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (50392113)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 自己免疫寛容 / 自己免疫疾患 / 制御性T細胞

Outline of Annual Research Achievements

我々は、制御性T細胞(Treg)による自己免疫寛容の確立・維持メカニズムを明らかにするために、ヒト自己免疫疾患IPEX症候群患者に見つかっているFoxp3変異を導入したマウスモデルを作製・解析してきた。その結果、機能欠失型変異であるI363V変異、R397W変異が皮膚、肺、肝臓など多臓器に１型および2型の炎症反応を惹起するのに対し、A384T変異は皮膚、肺などのバリア組織選択的に2型および3型の炎症反応を惹起することを見出した。そして、このA384T Foxp3変異体は転写因子BATFの発現を抑制することでエフェクター型Tregサブセットの分化と組織への集積を組織選択的に障害することを明らかにした (Immunity, 2017)。
A384T変異型Tregの組織環境選択的、炎症環境選択的なエフェクター型Treg障害のメカニズムを明らかにするために、野生型およびA384T変異マウスの様々な組織からエフェクター型Tregおよびエフェクター型conventional T cells (Tconv)を単離し、digital RNA-seq解析を行った。主成分分析、階層的クラスタリング解析の結果、遺伝子発現は組織により最も大きく影響を受け、次にTreg vs. Tconvの違いに影響を受けることがわかった。変異による影響はそれらに比べればマイナーではあるが、野生型マウスと変異マウスとでは明確に異なる遺伝子発現を示すことがわかった。
この変異のTregおよびTconvのT細胞受容体(TCR)レパトアに与える影響を解析するために、既に遺伝子再構成を受けたTCRbeta遺伝子を持ち片方のTCRalphaアレルのみ発現できる1D2b x TCRCa+/-マウスにA384T変異を導入した。予備的な表現型解析の結果、この背景においても皮膚と肺に炎症がみられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究では、野生型およびA384T変異マウスにおいて様々な組織に局在するエフェクター型TregのTCRレパトアと遺伝子発現を解析することで、Tregによる組織選択的自己免疫寛容誘導・維持メカニズムを明らかにすることを目的としている。H29年度は、遺伝子発現解析については実験を終え、現在詳細なデータ解析を行っている。TCRレパトア解析については解析に必要なマウスモデルを作製し、このモデルが本研究目的に適した病態を示すことを、予備的な解析の段階ではあるが、確認している。以上の理由から、当初の計画通りに順調に研究が進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

およびTconvにおいて組織選択的 and/or 変異依存的に発現が変動する遺伝子を同定する。TCRレパトア解析については、1D2b x TCRCa+/-背景の野生型およびA384T変異マウスについて表現型解析を行って、完全にポリクローナルなレパトアを発現する場合と同様の病態を示すことを確認する。そして、様々な組織からエフェクター型Treg、エフェクター型Tconvを単離し、そのレパトア解析を行う。組織選択的 and/or 変異依存的にに発現が変動するTCRクロノタイプが存在するのか明らかにし、それらについてレトロジェニックマウス作製用にTCRalpha cDNAのクローニングを行う。

Research Products

• [Journal Article] Deregulated Mucosal Immune Surveillance through Gut-Associated Regulatory T Cells and PD-1(+) T Cells in Human Colorectal Cancer (2018)
  • Author(s): Fujimoto, H. Saito, Y. Ohuchida, K. Kawakami, E. Fujiki, S. Watanabe, T. Ono, R. Kaneko, A. Takagi, S. Najima, Y. Hijikata, A. Cui, L. Ueki, T. Oda, Y. Hori, S. Ohara, O. Nakamura, M. Saito, T. Ishikawa, F.
  • Journal Title: J Immunol Volume: 200 Pages: 3291-3303
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1701222
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analyses of a Mutant Foxp3 Allele Reveal BATF as a Critical Transcription Factor in the Differentiation and Accumulation of Tissue Regulatory T Cells (2017)
  • Author(s): Hayatsu, N. Miyao, T. Tachibana, M. Murakami, R. Kimura, A. Kato, T. Kawakami, E. Endo, T. A. Setoguchi, R. Watarai, H. Nishikawa, T. Yasuda, T. Yoshida, H. Hori, S.
  • Journal Title: Immunity Volume: 47 Pages: 268-283 e9
  • DOI: 10.1016/j.immuni.2017.07.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] T follicular helper and T follicular regulatory cells have different TCR specificity (2017)
  • Author(s): Maceiras, A. R. Almeida, S. C. P. Mariotti-Ferrandiz, E. Chaara, W. Jebbawi, F. Six, A. Hori, S. Klatzmann, D. Faro, J. Graca, L.
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 8 Pages: 15067
  • DOI: 10.1038/ncomms15067
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Unique properties of thymic antigen-presenting cells promote epigenetic imprinting of alloantigen-specific regulatory T cells (2017)
  • Author(s): Garg, G. Nikolouli, E. Hardtke-Wolenski, M. Toker, A. Ohkura, N. Beckstette, M. Miyao, T. Geffers, R. Floess, S. Gerdes, N. Lutgens, E. Osterloh, A. Hori, S. Sakaguchi, S. Jaeckel, E. Huehn, J.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 8 Pages: 35542-35557
  • DOI: 10.18632/oncotarget.16221
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Maternal High Fiber Diet during Pregnancy and Lactation Influences Regulatory T Cell Differentiation in Offspring in Mice (2017)
  • Author(s): Nakajima, A. Kaga, N. Nakanishi, Y. Ohno, H. Miyamoto, J. Kimura, I. Hori, S. Sasaki, T. Hiramatsu, K. Okumura, K. Miyake, S. Habu, S. Watanabe, S.
  • Journal Title: J Immunol Volume: 199 Pages: 3516-3524
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1700248
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Attenuation of CD4(+)CD25(+) Regulatory T Cells in the Tumor Microenvironment by Metformin, a Type 2 Diabetes Drug (2017)
  • Author(s): Kunisada, Y. Eikawa, S. Tomonobu, N. Domae, S. Uehara, T. Hori, S. Furusawa, Y. Hase, K. Sasaki, A. Udono, H.
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: 25 Pages: 154-164
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2017.10.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 制御性T細胞による免疫制御 (2017)
  • Author(s): 堀昌平
  • Organizer: 第53回日本移植学会
  • Invited
• [Presentation] 免疫寛容とアレルギー (2017)
  • Author(s): 堀昌平
  • Organizer: 日本アレルギー学会 第4回総合アレルギー講習会
  • Invited