形質細胞様樹状細胞のインターフェロン-α産生機構－小胞輸送と糖鎖修飾の観点から－

• 研究課題/領域番号: 20K17426
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分54020:膠原病およびアレルギー内科学関連
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 藤田 晴之 香川大学, 医学部附属病院, 助教 (80867705)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 形質細胞様樹状細胞 / IFN-a / 炎症性疾患 / インターフェロンα

研究開始時の研究の概要

全身性エリテマトーデス、強皮症、尋常性乾癬などの自己免疫性疾患の発症・進展に、形質細胞様樹状細胞(pDC)が産生するインターフェロンα（IFN-α）が重要な役割を果たしている。そのためpDCが産生する過剰なIFN-αを抑制することがこれらの疾患の新規治療になり得る。ヒトpDC細胞株を用いてpDCがどのようなメカニズムで大量の IFN-αを産生するかを明らかにし、pDCに起因する炎症性疾患の新たな治療標的を見いだすことを目指す。

研究実績の概要

形質細胞様樹状細胞 (pDC)は、Toll様受容体 (TLR9, TLR7)を介して自己細胞由来の核酸を認識し、特異な小胞輸送機構によって大量のインターフェロン(IFN)-a を産生して、さまざまな自己免疫性・炎症性疾患の発症や進展に重要な役割を果たす。したがって、pDCのIFN-a産生を抑制することがこれらの疾患の新規治療になり得る。そのような治療を開発するためには、「核酸を認識したpDCがどのようなメカニズムで大量のIFN-aを産生するのか」を明らかにすることが重要である が、pDCがヒト末梢血単核球中のわずか0.1-0.5%しかない寡少な細胞で詳細な解析が困難であることから、そのIFN-a産生メカニズムの解明は進んでいない。既報の多くは、マウスのマクロファージ細胞株に様々な遺伝子を導入し強制発現させてデータを得ている。こうした動物種や細胞種が異なる実験の結果をそのま まヒトのpDCに当てはめることは必ずしもできない。こうした中、研究代表者は、pDC由来の悪性腫瘍である芽球性形質細胞様樹状細胞腫瘍の患者検体から新たな 細胞株を樹立した。この細胞株は、ウイルスや核酸に反応してIFN-aを大量に産生する能力を保持している世界で唯一のpDC細胞株である。研究代表者はこれまでに、この細胞株の網羅的解析と遺伝子ノックアウトにより、本細胞株のIFN-a産生に必要な遺伝子を絞り込み、特定の遺伝子を見出した。この遺伝子が、pDCの小胞輸送機構のどこに作用するかをライブイメージング技術によって解析し、pDCが大量のIFN-aを産生するメカニズムを明らかにする。これによって、細胞生物学上の新知見を得るとともに、pDCに起因する炎症性疾患の新たな治療標的を見いだすことを目指す。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本遺伝子欠損ヒトpDC細胞株を用いて、遺伝子欠損がpDCにおけるCpG DNA(リガンド)とTLR9(レセプター)の小胞輸送を妨げるメカニズムについて、共焦点顕微鏡や動画(ライブセルイメージング)を用いた視覚化を駆使して明らかにすべく、実験を行う予定である。ヒトの樹状細胞でも本遺伝子を抑制することにより、同じ現象が見られるかについて検討した。以前精製した形質細胞様樹状細胞において、新規に合成された阻害薬を用い検討した際は、遺伝子機能をノックダウンした時と同様の現象が見られていたが、末梢血単核球を用いて実験したところ、同様の結果が得られなかった。優先順位として、上述の実験が優先されるところであるが、精製した形質細胞様樹状細胞を用いて再度同様の現象が見られるか確認予定である。

今後の研究の推進方策

蛍光標識したCpG DNA、TLR9に対する蛍光標識抗体またCpG DNA刺激遺伝子欠損細胞株のサイトカイン産生は蛍光タンパク質融合体、各種小胞に局在する分子に対 する蛍光標識抗体または蛍光タンパク質融合体の共局在の有無を、共焦点顕微鏡およびライブセルイメージングにて調べることにより、CpG DNA(リガンド)と TLR9(レセプター)の動態に対する遺伝子欠損の影響を解析する。