Stat1機能獲得型変異ノックインマウスを用いた感染症発症の分子病態解析

• 研究課題/領域番号: 17K10112
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 小児科学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 津村 弥来 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 研究員 (80646274)
• 研究分担者: 岡田 賢 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 講師 (80457241)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2018年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 慢性皮膚粘膜カンジダ症 / STAT1機能獲得型変異 / 疾患モデルマウス / Stat1 / 機能獲得型変異 / Stat1ノックインマウス

研究実績の概要

STAT1機能獲得型（GOF）変異を持つ患者の病態を解析するために、ヒトと相同性のあるSTAT1-GOF変異（R274Q変異）を導入したノックインマウス（GOF-Stat1 R274Qマウス）を作製し、その機能解析を行っている。直接的な免疫応答の評価のため、Th17細胞が豊富に存在するマウス小腸の粘膜固有層リンパ球を対象に解析を行った。
前年度、GOF-Stat1 R274QマウスではIFN-γ刺激によるT細胞でのSTAT1のリン酸化亢進、およびIL-17産生低下を認めたこと、C. albicansを経口投与した感染３週後の解析から、野生型マウスと比較して、T細胞からのIL-17産生およびRORγt発現抑制を認めたことから、本ノックインマウスが患者と類似の表現型を呈することが示唆される結果を得ていた。
本年度は、IL-17産生障害に至る詳細について調べることにした。ノックインマウスの糞便中でのC. albicans DNA量の増加がみられたことから、C. albicansへの易感染性を反映していると考えられた。さらに、Th17細胞の分化障害の原因を検索するために、その分化に関連する遺伝子としてTbx21、Ifngr1、Il27ra、Stat3、Socs3の発現を評価したところ、C. albicans感染後においてGOF-Stat1 R274QマウスでT細胞におけるTbx21の発現上昇を認め、併せてTbx21にコードされるT-betの発現増加も見られた。T-betはRORγtの抑制因子の一つとして知られていることから、GOF-Stat1 R274QマウスでのTh17細胞の分化障害に関与していると考えられた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

GOF-Stat1R274Qマウスにおいて、定常化及びC. albicans感染下での解析において、T細胞でのSTAT1リン酸化亢進、Th17細胞及びIL-17A産生障害、C. albicansへの易感染性など、STAT1-GOF変異を持つ患者と同様の表現型が観察された。また、感染下においてT細胞でのTbx21及びT-betの発現の上昇を認めたことより、本疾患でのTh17細胞の分化障害の一因を明らかにすることができたと考える。以上より、研究課題は順調に進行していると言える。

今後の研究の推進方策

マウスおよびヒトのサンプルを用いてRNA-seqを行い、網羅的な遺伝子発現プロファイルを評価する。また、本研究をまとめ論文投稿をする予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Gain-of-function IKBKB mutation causes human combined immune deficiency. (2018)
  • 著者名/発表者名: Cardinez C, Miraghazadeh B, Tanita K, da Silva E, Hoshino A, Okada S, Chand R, Asano T, Tsumura M, Yoshida K, Ohnishi H, Kato Z, Yamazaki M, Okuno Y, Miyano S, Kojima S, Ogawa S, Andrews TD, Field MA, Burgio G,et al.
  • 雑誌名: J Exp Med. 巻: 215 ページ: 2715-2724
  • DOI: 10.1084/jem.20180639
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] Enhanced AKT phosphorylation of circulating B cells in patients with activated PI3Kδ syndrome. (2018)
  • 著者名/発表者名: Asano Takaki、Okada Satoshi、Tsumura Miyuki、Yeh Tzu-Wen、Mitsui-Sekinaka Kanako、Tsujita Yuki、Ichinose Youjiro、Shimada Akira、Hashimoto Kunio、Wada Taizo、Imai Kohsuke、Ohara Osamu、Morio Tomohiro、Nonoyama Shigeaki、Kobayashi Masao
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 9 ページ: 568-568
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00568
  • NAID: 120006473827
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] Inborn Errors of RNA Lariat Metabolism in Humans with Brainstem Viral Infection (2018)
  • 著者名/発表者名: Zhang SY, Clark NE, Freije CA, Pauwels E, Taggart AJ, Okada S, Mandel H, Garcia P, Ciancanelli MJ, Biran A, Lafaille FG, Tsumura M, et al.
  • 雑誌名: Cell. 巻: 172
  • DOI: 10.1016/j.cell.2018.02.019
  • 査読あり / 国際共著/国際学会である
• [雑誌論文] Newborn screening for carnitine palmitoyltransferase II deficiency using (C16+C18:1)/C2: Evaluation of additional indices for adequate sensitivity and lower false-positivity (2017)
  • 著者名/発表者名: Tajima G, Hara K, Tsumura M, Kagawa R, Okada S, Sakura N, Maruyama S, Noguchi A, Awaya T, Ishige N, Musha I, Ajihara S, Ohtake A, Naito E, Hamada Y, Kono T, Asada T, Sasaio H, Fukaoo T, Fujikip R, Ohara O, Bo R, Yamada K, Kobayashi H, Hasegawa Y, Yamaguchi S, Takayanagis M, Hata I, Shigematsu Y, Kobayashi M
  • 雑誌名: Mol Genet Metab. 巻: 122 ページ: 67-75
  • DOI: 10.1016/j.ymgme.2017.07.011
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Alanine-scanning mutagenesis of human signal transducer and activator of transcription 1 to estimate loss- or gain-of-function variants. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kagawa R, Fujiki R, Tsumura M, Sakata S, Nishimura S,Itan Y, Kong XF, Kato Z, Ohnishi H, Hirata O, Saito S, Ikeda M,Baghdadi JE, Bousfiha A, Fujiwara K, Oleastro M, Yancoski J,Perez L, Danielian S, Ailal F, Takada H, Hara T, Anne Puel A, Boisson-Dupuis S, Bustamante J, Casanova JL, Ohara O, Okada S, Masao Kobayashi M.
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol 巻: － ページ: 232-241
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2016.09.035
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Abnormal hematopoiesis and autoimmunity in human subjects with germline IKZF1 mutations (2017)
  • 著者名/発表者名: Hoshino A, Okada S, Yoshida K, Nishida N, Okuno Y, Ueno H, Yamashita M, Okano T, Tsumura M, Nishimura S, Sakata S, Kobayashi M, Nakamura H, Kamizono J, Mitsui-Sekinaka K, Ichimura T, Ohga S, Nakazawa Y, Takagi M, Imai K, Shiraishi Y, Chiba K, Tanaka H, Miyano S, Ogawa S, Kojima S, Nonoyama S, Morio T, Kanegane H.
  • 雑誌名: Journal of Allergy and Clinical Immunology 巻: - ページ: 223-231
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2016.09.029
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 国際共著/国際学会である / 謝辞記載あり
• [学会発表] アンチセンス核酸によるG6PC高頻度スプライシング変異の発現修復 (2019)
  • 著者名/発表者名: 但馬 剛、津村 弥来、岡田 賢、小比賀 聡
  • 学会等名: 第122回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] 全国施行が実現したCPT2欠損症マススクリーニングの現状報告 (2019)
  • 著者名/発表者名: 但馬 剛、原 圭一、香川 礼子、宇都宮 朱里、津村 弥来、岡田 賢、湯浅 光織、畑 郁江、重松 陽介、山口 清次
  • 学会等名: 第122回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] 標識脂肪酸負荷末梢血単核球中のアシルカルニチン比による脂肪酸代謝異常症の診断 (2019)
  • 著者名/発表者名: 湯浅 光織、畑 郁江、杉原 啓一、磯崎 由宇子、重松 陽介、大嶋 勇成、津村 弥来、香川 礼子、岡田 賢、原 圭一、但馬 剛
  • 学会等名: 第122回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] ELANE変異アレル破壊による遺伝子治療の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岡田 賢、今中 雄介、津村 弥来、落合 博、中田 慎一郎、小原 收、山本 卓、小林 正夫
  • 学会等名: 第122回日本小児科学会学術集会
• [学会発表] Gain-of-function IKBKB mutation causes human combined immune deficiency (2019)
  • 著者名/発表者名: K. Tanita, C Cardinez, B. Miraghanzadeh, A. Hoshino, S. Okada, T. Asano, M. Tsumura, H. Ohnishi, Z. Kato, T. Morio, C.G. Vinuesa, H. Kanegane, M.C. Cook
  • 学会等名: 第2回日本免疫不全・自己炎症学会
• [学会発表] IKBKB機能獲得変異による新奇遅発発症複合免疫不全症 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷田 けい、星野 顕宏、岡田 賢、浅野 孝基、津村 弥来、大西 秀典、加藤 善一郎、山崎 雅英、森尾 友宏、金兼 弘和
  • 学会等名: 第46回日本臨床免疫学会
• [学会発表] 抗N-methyl-D-aspartate(NMDA)受容体脳炎を契機に診断に至ったIRAK4欠損症 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅野 孝基、西村 志帆、小林 良行、津村 弥来、石川 暢恒、大西 秀典、高田 英俊、Sancho-Shimizu Vanessa、森谷 邦彦、Puel Anne、Picard Capucine、Irani Sarosh R.、Casanova Jean-Laurent、岡田 賢、小林 正夫
  • 学会等名: 第46回日本臨床免疫学会
• [学会発表] 新指標(C16+C18:1)/C2 & C14/C3によるCPT2欠損症の新生児マススクリーニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 但馬 剛、原 圭一、津村 弥来、香川 礼子、岡田 賢、湯浅 光織、畑 郁江、重松 陽介、山口 清次
  • 学会等名: 第60回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] アンチセンス核酸によるG6PCスプライシング変異c.648G>Tの発現修復 (2018)
  • 著者名/発表者名: 但馬 剛、岡田 賢、津村 弥来
  • 学会等名: 第60回日本先天代謝異常学会
• [学会発表] Anti-Methyl-D-Aspartate Receptor Encephalitis Associated with IRAK4 Deficiency (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Asano, S. Nishimura, Y. Kobayashi, M. Tsumura, N. Ishikawa, H. Ohnishi, H. Takada, V. Sancho-Shimizu, K. Moriya, A. Puel, C. Picard, S.R. Irani, J.L. Casanova, S. Okada, M. Kobayashi
  • 学会等名: 18th European Society for Immunodeficiencies
  • 国際共著/国際学会である
• [学会発表] CPT2欠損症スクリーニング新指標の有用性 最近の診断例を加えた検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 但馬 剛、原 圭一、香川 礼子、津村 弥来、岡田 賢、湯浅 光織、畑 郁江、重松 陽介、山口 清次
  • 学会等名: 第45回日本マス・スクリーニング学会学術集会