免疫組織の新規構築による疾患制御のための技術開発

• Project Area: Analysis and synthesis of multi-dimensional immune organ network
• Project/Area Number: 24111009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 渡邊 武 公益財団法人田附興風会, 医学研究所, 特任研究指導者 (40028684)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 文彦 国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, グループディレクター (30403918)
• Project Fiscal Year: 2012-06-28 – 2017-03-31
• Project Status: Granted(Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥118,950,000 (Direct Cost : ¥91,500,000、Indirect Cost : ¥27,450,000); Fiscal Year 2016 : ¥25,220,000 (Direct Cost : ¥19,400,000、Indirect Cost : ¥5,820,000); Fiscal Year 2015 : ¥22,750,000 (Direct Cost : ¥17,500,000、Indirect Cost : ¥5,250,000); Fiscal Year 2014 : ¥25,350,000 (Direct Cost : ¥19,500,000、Indirect Cost : ¥5,850,000); Fiscal Year 2013 : ¥20,540,000 (Direct Cost : ¥15,800,000、Indirect Cost : ¥4,740,000); Fiscal Year 2012 : ¥25,090,000 (Direct Cost : ¥19,300,000、Indirect Cost : ¥5,790,000)
• Keywords: ヒト型人工リンパ節 / ストローマ細胞 / 徐放性ゲル / 特異的免疫反応 / がん免疫療法 / 人工リンパ節 / T細胞 / B細胞 / 樹状細胞 / 免疫反応 / 免疫不全 / がん治療

Research Abstract

本研究の目的はリンパ組織特異的ストローマ細胞由来の環境因子を解明し、その情報を基に高い免疫誘導能を有し、かつ動物種を超えてヒトにも適応し得る免疫組織を人工的に新規構築する方法を確立することである。
我々はストローマ細胞を用いてマウスの系でリンパ節組織を人工的に構築することを報告してきたが、本年度はリンパ組織形成において必要とされる液性因子のみを用いて、マウス生体内に人工リンパ組織の構築を検討した。種々のケモカイン、サイトカインを主とする液性因子を徐放性ハイドロゲルに含有させ、支持体コラーゲンスポンジと組み合わせてマウス腎臓被膜下へ移植を行った。3週間後、移植片内に明瞭なT細胞及びB細胞のクラスターが形成され隣接して存在した。樹状細胞、濾胞性樹状細胞も分布していた。この人工リンパ組織を持つマウスを抗原で刺激すると強い抗原特異的二次免疫反応が誘導された（論文準備中）。
次にヒト型のリンパ節組織の構築を行うべく、重症免疫不全マウスにヒト末梢血リンパ球を移入して作製したヒト化マウスにヒトの液性因子を用いて人工リンパ組織形成を行った。このヒト化マウスの末梢血中ではヒトB細胞の割合が極端に少なくT細胞が大部分を占めるが、再構築リンパ節移植片においてはよく発達したT細胞クラスターに加えてやや小型ではあるが明瞭なB細胞クラスターが形成された。今後は、抗原特異的免疫誘導能について検討をするとともに、さらに組織構造の安定性を保持させるために、添加する液性因子および添加方法について検討を行う。
マウス新生児の脾臓組織細胞中に（白脾髄、赤脾髄および血管系を有する）完全な脾臓を再構築する能力を持つストローマ細胞を同定した。その表面マーカーの確定、遺伝子発現パターンを確定した（論文投稿中）。また、この脾臓再構築におけるリンフォトキシンの役割について解析した（論文投稿中）。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究はリンパ組織特異的ストローマ細胞由来の環境因子を解明し、その情報を基に高い免疫誘導能を有し、かつ動物種を超えてヒトにも適応し得る免疫組織を人工的に新規構築する方法を確立することを目的としているが、本年度は、種々のケモカイン、サイトカインを主とする液性因子を徐放性ハイドロゲル（medgel）に含有させて支持体となるコラーゲンスポンジを組み合わせて、マウスに「おいて強い抗原特異的二次免疫反応が誘導する人工リンパ組織の構築の条件を確定し、さらにヒトリンパ球を用いても可能であることを示した。また、リンパ節組織形成能を有するヒト間葉系細胞（ストローマ細胞）を樹立した。さらにマウスにおいて脾臓再構築能を有するストローマ細胞を同定し、その性状、機能を明確にした。
研究は計画通りに進行していると考えている。さらに、３D組織構築について富山大学工学部、大阪大学工学部の研究者の他分野と共同研究を行うとともに多くの助言を受けている。

Research Output

• [Journal Article] Meis1 is required for the maintenance of postnatal thymic epithelial cells (2014)
  • Author(s): Hirayama T, Asano Y, Iida H, Watanabe T, Nakamura T, Goitsuka R.
  • Journal Title: PLoS One Volume : 9 Pages : e89885
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0089885
• [Journal Article] Modulation of the human T cell response by a novel non-mitogenic anti-CD3 antibody (2014)
  • Author(s): Shiheido H, Chen C, Hikida M, Watanabe T, Shimizu J.
  • Journal Title: PLoS One Volume : 未定 Pages : 未定
• [Journal Article] A novel CD3-specific antibody induces immunosuppression via impaired phosphorylation of LAT and PLCγ1 following T-cell stimulation (2014)
  • Author(s): Shiheido H, Aoyama T,Takahashi H, Hanaoka K, Abe T, Nishida E, Chen C, Koga O, Hikida M, Shibagaki Y, Morita A, Nikawa T, Hattori S, Watanabe T,Shimizu J.
  • Journal Title: European Journal of Immunology Volume : 未定 Pages : 未定
• [Journal Article] Human T cells expressing BEND3 on their surface represent a novel subpopulation that preferentially produces IL-6 and IL-8 (2014)
  • Author(s): Shiheido S, Kitagori K, Sasaki C, Kobayashi S, Aoyama T, Urata k, Oku T, HirayamaY, Yoshitomi H, Hikida M, Yoshifuji H, Mimori T, Watanabe T, Shimizu J.
  • Journal Title: Immunity, Inflammation and Diseases Volume : 未定 Pages : 未定
  • DOI: 10.1002/iid3.17
• [Journal Article] A distinct human CD4+ T cell subset that secretes CXCL13 in rheumatoid synovitis. (2013)
  • Author(s): Kobayashi S, Miura K, Shibuya H, Morita M, Ishikawa M, Furu M, Ito H, Matsuda S, Watanabe T, Yoshitomi T.
  • Journal Title: Arthritis and Rheumatism Volume : 65 Pages : 3063-3072
  • DOI: 10.1002/art.38173
• [Journal Article] Basophils are required for the induction of Th2 immunity to haptens and peptide antigens (2013)
  • Author(s): Otsuka A, Nakajima S, Kubo M, Egawa G, Honda T, Kitoh A, Nomura T, Hanakawa S, Moniaga S, Kim B, MatsuokaS, Watanabe T, Miyachi Y,Kabashima K.
  • Journal Title: Nature Communication Volume : 4 Pages : 1739-1748
  • DOI: 10.1038/ncomms2740
• [Journal Article] Histamine receptor 2 modifies dendritic cell responses to microbial ligands (2013)
  • Author(s): FreiR, Ferstl R, Konieczna P, Ziegler M, Simon T, Rugeles TM, Mailand S, Watanabe T, Lauener R, Akdis C, O’Mahony L
  • Journal Title: J. Allergy and Clinical Immunology Volume : 132 Pages : 194-204
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2013.01.013
• [Journal Article] Moesin controls clathrin-mediated S1PR1 internalization in T cells (2013)
  • Author(s): Nomachi A, Yoshinaga M, Liu J, Kanchanawong P,Tohyama K, Thumkeo D, Watanabe T, Narumiya S, Hirata T.
  • Journal Title: PLoS One Volume : 8 Pages : e82590
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0082590
• [Presentation] Identification of organizer responsible for spleen re-generation from neonatal spleen (2014)
  • Author(s): 渡邊 武
  • Organizer: 4th Synthetic Immunology
  • Place of Presentation: Kyoto, Jsapan
  • Year and Date: 20140215-20140216