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Analysis for neo-self in MHC-misfolded protein complex

Planned

Project AreaCreation, function and structure of neo-self
Project/Area Number 16H06501
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo Medical University

Principal Investigator

横須賀 忠  東京医科大学, 医学部, 主任教授 (10359599)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 末永 忠広  福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (20396675)
Project Period (FY) 2016-06-30 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥178,750,000 (Direct Cost: ¥137,500,000、Indirect Cost: ¥41,250,000)
Fiscal Year 2020: ¥32,110,000 (Direct Cost: ¥24,700,000、Indirect Cost: ¥7,410,000)
Fiscal Year 2019: ¥32,110,000 (Direct Cost: ¥24,700,000、Indirect Cost: ¥7,410,000)
Fiscal Year 2018: ¥32,110,000 (Direct Cost: ¥24,700,000、Indirect Cost: ¥7,410,000)
Fiscal Year 2017: ¥32,110,000 (Direct Cost: ¥24,700,000、Indirect Cost: ¥7,410,000)
Fiscal Year 2016: ¥50,310,000 (Direct Cost: ¥38,700,000、Indirect Cost: ¥11,610,000)
Keywords免疫学 / T細胞受容体 / マイクロクラスター / MHC / ミスフォールド蛋白質 / ネオ・セルフ / TCR / シグナル伝達 / 免疫シナプス / 抗リン脂質抗体症候群 / 自己免疫疾患 / 自己抗体
Outline of Annual Research Achievements

(1)vablumin(OVA)抗原の変異リガンドと特異的TCR OT-Iトランスジェニック(Tg)の系を樹立し分子イメージングを行った。TCRがエンドサイトーシスされず凝集して細胞表面に残存するような強いStrengthのシグナルはネガティブセレクションを誘導し、凝集したTCRには持続的にシグナル伝達分子がリクルートしTCRシグナルのDurationに寄与しているという、末梢T細胞とは正反対の興味深い結果を得た。(2)ヒト(h)CD19抗原に対するキメラ抗原受容体(Chimeric antigen receptor : CAR)のイメージング解析から、CARが腫瘍抗原認識する際には、内在性TCRがTCRマイクロクラスターを形成しCARシグナルを増強すると共に、CD4/CD8などのT細胞共受容体もCARシグナルを補完することが分かった。CD8陽性細胞傷害T細胞とCD4陽性ヘルパーT細胞とではCARから伝達される刺激強度に相違があることから、実臨床でのCAR-T療法のT細胞サブセットにおける活性化の違い、既往CAR-T細胞としての残存率など生理的に重要な分子機構を明らかにした。(3)hCD19-CARとhCD5-CARとを比較検討したイメージング解析を行い、免疫チェックポイント受容体から受けるCAR-T細胞抑制とそれによる自己反応性の回避やCAR-T細胞疲弊を誘導する分子機序に関して研究した。(4)花粉Cryj1抗原ペプチド存在下にHLA-DP α1*02:02 β1*05:01の自発的凝集が確認すると共に、四量体形成に重要と考えられるHLA-DPのcis結合部位に変異を加えたタンパクを精製し、同様にCryj1抗原ペプチドによるHLA凝集を解析した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

胸腺選択において、どの程度の強度のTCRシグナルがセルフとノン・セルフ、ネオ・セルフを識別するのか、TCRの親和性によって決定されるという仮説を、胸腺T細胞のTCRマイクロクラスター形成の有無や強弱をアウトプットに関連付けて理論的に説明できている。OVA抗原の変異リガンドAPLと特異的TCR OT-I T gの系においても、またE3ユビキチンリガーゼCblの遺伝子欠損マウスを用いた実験系においても解析は順調に進んでいる。イメージングから求められた仮説を生理学的見地から検証するため、胎児胸腺器官培養の実験も進め、野生型の解析は終了し、Cbl欠損マウスにおけるPalmerラインのシフトを解析中である。またこれまでTCRのエンドサイトーシスと消化・再利用のための機能としてc-SAMCが考えられていたが、胸腺細胞においてはc-SMACにリン酸化タンパク質分子が集まっており、c-SMACがシグナロソームである可能性を発見した。ヒトhCD19抗原に対するCARのイメージング解析から、腫瘍抗原を認識する際のCARマイクロクラスターと内在性TCRとのクロストークを可視化できただけでなく、細胞傷害性T細胞とヘルパーT細胞でのCARの活性化がCD4とCD8というコリセプターの違いから制御され得るのか、CD4とCD8αβによるCARのチロシンリン酸化、シグナロソームとしての構造、およびSrcファミリーキナーゼLckの寄与に関する一定の結果が得られ、正常T細胞でのコリセプターの役割をシグナロソームの視点から解析し、一定の結果が出せている。花粉抗原Cryj1と共に四量体形成を示すHLA-DPα1*02:02 β1*05:01の1分子イメージング実験系に関しては、野生型HLAを完成させ、四量体を形成しない変異体HLAの樹立へと進めている。

Strategy for Future Research Activity

(1)分子イメージングによって明らかとなった、胸腺選択でのセルフとノンセルフを識別するTCRシグナロソームとそれを形成するTCRシグナルのStrengthとDurationを、実際の胸腺選択においても当てはまるかどうか検証するため、胎児胸腺臓器培養FTOCを用いた実験を進める。前段階の結果ではセルフとノンセルフの境界はイメージングに比較して明確ではなく、胸腺T細胞の移入ではなく直接胸腺器官に抗原ペプチドをパルスして用い、セルフとノン・セルフの境界で起こり得るネオ・セルフ胸腺選択をPalmerラインの推移によって検証する。(2)CD4およりCD8が欠損したT細胞培養株を、TCRの特異性を数種類(MCC、OVA、LCMV)代えたラインで作成した。CAR-T細胞には共刺激受容体が必要ないのかnullな条件で確認する。またTCRα;鎖flox×エストロゲン受容体ERT2-Creマウスを用いて、Primary T細胞を用いた分子イメージング実験やマウスin vivoでのCAR-T細胞のメモリー化や維持の確認実験を予定している。(3)CD155をリガンドとして持つTIGITとCD96はそれぞれの分子の高さが特にT細胞と抗原提示細胞および標的細胞の接着面における分子の分布に影響している。CARのStalkのデザインを代えることでCAR-T細胞上の他の分子との相互作用を制御できる可能性を検討する。補助刺激による抑制が解除されることによるセルフとしての認識のためのシグナルが増強されネオ・セルフ化するかhCD19/hCD5 CAR-T細胞を用いて検討する。(4)HLA-DP α1*02:02 β1*05:01および四量体形成に不具合を生む変異体2種類の分子イメージング解析を1分子イメージングからさらに詳細な解析を行う。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report

Research Products

(75 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (45 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 26 results) Book (11 results) Remarks (4 results)

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    • Author(s)
      Kong Mei S*., Hashimoto-Tane A*., Kawashima Y., Sakuma M., Yokosuka T., Kometani K., Onishi R., Carpino N., Ohara O., Kurosaki T., Phua K.K. and Saito, T.
    • Journal Title

      Sci Signal

      Volume: 12 Pages: 1609-1625

    • DOI

      10.1126/scisignal.aav4373

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    • Author(s)
      Abe Yasuharu、Nambu Aya、Yamaguchi Sachiko、Takamori Ayako、Suto Hajime、Hirose Sachiko、 Yokosuka Tadashi、Nakae Susumu、Sudo Katsuko
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 12 Pages: 62065-62065

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2017.08.006

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    • Author(s)
      Okada M, Chikuma S et al.
    • Journal Title

      Cell Rep

      Volume: 20 Pages: 1017-1028

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.07.027

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  • [Journal Article] Analyzing the Dynamics of Signaling Microclusters2017

    • Author(s)
      Hashimoto-Tane A, Yokosuka T, Saito T.
    • Journal Title

      Methods Mol. Biol.

      Volume: 1584 Pages: 5-64

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6881-7_4

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  • [Journal Article] LILRA2 is an innate immune sensor for microbially cleaved immunoglobulins.2016

    • Author(s)
      Hirayasu K, Saito F, Suenaga T, Shida K, Arase N, Oikawa K, Yamaoka T, Murota H, Chibana H, Nagai H, Nakamura Y, Katayama I, Colonna M, Arase H.
    • Journal Title

      Nat Microbiol.

      Volume: - Pages: 1-1

    • DOI

      10.1038/nmicrobiol.2016.54

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    • Author(s)
      Hashimoto-Tane A, Sakuma M, Ike H, Yokosuka T, Kimura Y, Ohara O, Saito T.
    • Journal Title

      The Journal of Experimental Medicine

      Volume: 213 Pages: 1609-1625

    • DOI

      10.1084/jem.20151088

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    • Author(s)
      Badr MEISG, Hata K, Furuhata M, Toyoda H, Yokosuka T.
    • Journal Title

      Chronic inflammation

      Volume: 1 Pages: 441-457

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56068-5_34

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  • [Presentation] Programmed cell death 2 forms coinhibitory microclusters that directly attenuate T cell receptor signaling by recruiting phosphatase SHP22019

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      Takehara T, Wakamatsu E, Machiyama H, Yanase N, Hata K, Toyoda H, Furuhata M, Yasuda H, Soejima K, Yokosuka T.
    • Organizer
      American Association fro Cancer Reserach
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      横須賀忠
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      Urology Conference at Shinanomachi
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  • [Presentation] CARマイクロクラスターによる腫瘍抗原の認識とCAR-T細胞活性化の時空間的制御機構2019

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      横須賀忠、若松英、矢那瀬紀子、秦喜久美、竹原朋宏、西航、町山裕亮
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      第23回日本がん免疫学会総会
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      横須賀忠、若松英、矢那瀬紀子、秦喜久美、竹原朋宏、西航、町山裕亮
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      Takehara T, Wakamatsu E, Machiyama H, Yanase N, Toyota H, Furuhata M, Koichi F, Soejima K, Yokosuka T
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      京都大学(京都府)
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      2017-03-13
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      横須賀忠
    • Organizer
      第14回日本免疫治療学研究会学術集会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2017-02-11
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  • [Presentation] イメージングが拓くT細胞活性化の時空間的制御機構 -シグナルソームの視点から免疫チェックポイントを解釈する-2017

    • Author(s)
      横須賀忠
    • Organizer
      Expert Seminar of Immunology
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  • [Presentation] イメージングが拓く免疫チェックポイント分子による細胞活性化の時空間的制御機構2017

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      横須賀忠
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      第32回日本肺癌学会ワークショップ
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      横須賀忠
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      第2回肺癌バイオカンファレンス
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      横須賀忠
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      上総イムノオンコロジーセミナー
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      横須賀忠
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      第71回東邦医学会総会
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    • Author(s)
      横須賀忠
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      Yokosuka T, Machiyama H, Hata K, Yanase N, Hashimoto-Tane A, Siato T
    • Organizer
      第46回日本免疫学会総会学術集会
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    • Author(s)
      Noriko Arase, Atsushi Tanemura, Lingli Yang, Hui Jin, Megumi Nishioka, Fei Yang, Yumi Aoyama, Tadahiro Suenaga, Hisashi Arase, Ichiro Katayama
    • Organizer
      日本研究皮膚科学会 第41回年次学術大会・総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城)
    • Year and Date
      2016-12-19
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  • [Presentation] Induction of autoantibody by neo-self TSH receptor / MHC class II complexes2016

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      Hui Jin, Noriko Arase, Sumiko Matsuoka, Kouyuki Hirayasu, Masako Kohyama, Tadahiro Suenaga, Takehiko Sasazuki and Hisashi Arase
    • Organizer
      第45日本免疫学会学術集会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄)
    • Year and Date
      2016-12-06
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      Yokosuka T, Machiyama H, Hata K, Yanase N, Hashimoto-Tane A, Saito T.
    • Organizer
      第45回日本免疫学会学術集会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄)
    • Year and Date
      2016-12-06
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  • [Presentation] HLA クラス I 認識受容体群 LILR の新展開 - 病原微生物によって壊された抗体を認識 する生体防御機構 -2016

    • Author(s)
      平安 恒幸, 齋藤 史路, 末永 忠広, 信田 京子, 荒瀬 規子, 及川 敬太, 山岡 俊文, 室田 浩之, 知花 博治, 中川 一路, 久堀 智子, 永井 宏樹, 中丸 裕爾, 片山 一朗, Marco Colonna, 荒瀬 尚
    • Organizer
      第25回日本組織適合性学会大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2016-10-24
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  • [Book] 「膜タンパク質工学ハンドブック」 第7章 第2節 免疫チェックポイント受容体PD-1とCTLA-42020

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      横須賀忠、若松英、町山裕亮
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    • Publisher
      株NTS
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    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758103817
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      南江堂
    • ISBN
      9784524251155
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      横須賀忠、監訳:中尾篤人
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      エルゼビア・ジャパン
    • ISBN
      9784860349172
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      羊土社
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      東邦医学会雑誌編集事務局
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      科学評論社
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      科学評論社
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      横須賀忠、古畑昌枝、豊田博子、秦喜久美、矢那瀬紀子、町山裕亮
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      科学評論社
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Published: 2016-07-04   Modified: 2022-02-28  

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