シングルセル解析による免疫記憶生成メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 21H02749
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49070:免疫学関連
• 研究機関: 東京大学 (2023); 大阪大学 (2021-2022)
• 研究代表者: 井上 毅 東京大学, 新世代感染症センター, 教授 (80466838)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2023年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2022年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: 胚中心 / 免疫記憶 / B細胞受容体 / 記憶B細胞 / シングルセル / 抗体 / 記憶Ｂ細胞

研究開始時の研究の概要

液性免疫記憶の中心は、記憶B細胞が抗体産生細胞へ分化し高親和性抗体を産生してウイルス・病原体を無毒化することであり、記憶B細胞産生メカニズムの理解は有効なワクチン開発のためにも必須である。申請者らは先行研究において、胚中心から記憶B細胞が産生されるメカニズム解明に注力し、記憶B前駆細胞亜集団を同定して胚中心における代謝制御とB細胞受容体からの生存シグナルが記憶B細胞分化に重要であることを明らかにした。本研究ではこの研究を発展させ、ヘテロジニアスな胚中心B細胞集団のなかでBCR発現の勾配を生み出して記憶B細胞分化を導く分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。

研究成果の概要

我々はこれまでの研究で、胚中心に存在する記憶B前駆細胞を同定し、胚中心に留まる、あるいはプラズマ細胞に分化するB細胞集団と比較して、記憶B細胞に分化する細胞は表面B細胞受容体（BCR）の発現が高いことを見出していたが、その生理的意義は不明であった。本研究ではヘテロジニアスな胚中心B細胞集団のなかで、BCR発現の勾配を生み出している要因について探索した。我々が開発したシングルB細胞解析技術を用い、抗原親和性が同等で表面発現量の異なるBCRノックインB細胞を作成し、in vivoにおける分化を解析したところ、B細胞表面BCR発現量の差が記憶B細胞への分化効率に影響を与えることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はこれまで明らかになっていない複雑な液性免疫記憶の成立のメカニズムの解明につながる基礎研究であり、将来的により効率的な新しいワクチン開発に貢献する可能性がある。

研究成果

• [国際共同研究] The University of Iowa(米国)
• [国際共同研究] The University of Iowa(米国)
• [国際共同研究] Rockefeller University(米国)
• [雑誌論文] STIM-mediated calcium influx regulates maintenance and selection of germinal center B cells (2024)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Yada, Masanori Matsumoto, Takeshi Inoue, Akemi Baba, Ryota Higuchi, Chie Kawai, Masashi Yanagisawa, Daisuke Kitamura, Shouichi Ohga, Tomohiro Kurosaki, Yoshihiro Baba
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 221 号: 1
  • DOI: 10.1084/jem.20222178
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Memory B cell differentiation from germinal centers (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue Takeshi
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 35 号: 12 ページ: 565-570
  • DOI: 10.1093/intimm/dxad017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CD62L expression marks SARS-CoV-2 memory B cell subset with preference for neutralizing epitopes (2023)
  • 著者名/発表者名: Onodera T, Sax N, Sato T, Adachi Y, Kotaki R, Inoue T, Shinnakasu R, Nakagawa T, Fukushi S, Terooatea T, Yoshikawa M, Tonouchi K, Nagakura T, Moriyama S, Matsumura T, Isogawa M, Terahara K, Takano T, Sun L, Nishiyama A, Omoto S, Shinkai M, Kurosaki T, Yamashita K, Takahashi Y.
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 9 号: 24
  • DOI: 10.1126/sciadv.adf0661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Memory B cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue T, Kurosaki T.
  • 雑誌名: Nature Reviews Immunology 巻: 24 号: 1 ページ: 5-17
  • DOI: 10.1038/s41577-023-00897-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibody feedback contributes to facilitating the development of Omicron-reactive memory B cells in SARS-CoV-2 mRNA vaccinees (2023)
  • 著者名/発表者名: Inoue T, Shinnakasu R, Kawai C, Yamamoto H, Sakakibara S, Ono C, Itoh Y, Terooatea T, Yamashita K, Okamoto T, Hashii N, Ishii-Watabe A, Butler NS, Matsuura Y, Matsumoto H, Otsuka S, Hiraoka K, Teshima T, Murakami M, Kurosaki T.
  • 雑誌名: J Exp Med. 巻: 220(2) 号: 2
  • DOI: 10.1084/jem.20221786
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The transcription factor Bach2 negatively regulates murine natural killer cell maturation and function (2022)
  • 著者名/発表者名: Li S, Bern MD, Miao B, Fan C, Xing X, Inoue T, Piersma SJ, Wang T, Colonna M, Kurosaki T, Yokoyama WM.
  • 雑誌名: eLife 巻: 11
  • DOI: 10.7554/elife.77294
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of High Quality Memory B Cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Inoue Takeshi、Shinnakasu Ryo、Kurosaki Tomohiro
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 12 ページ: 825813-825813
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.825813
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] B cell-intrinsic TBK1 is essential for germinal center formation during infection and vaccination in mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Lee MSL, Inoue T, Ise W, Matsuo-Dapaah J, Wing JB, Temizoz B, Kobiyama K, Hayashi T, Patil A, Sakaguchi S, Simon AK, Bezbradica JS, Nagatoishi S, Tsumoto K, Inoue J, Akira S, Kurosaki T, Ishii KJ, Coban C
  • 雑誌名: Journal of Experimental Medicine 巻: 219 号: 2
  • DOI: 10.1084/jem.20211336
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Overview of immunological basis for vaccination (2024)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue
  • 学会等名: 第52回日本免疫学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Csk restrains BCR-mediated ROS production and contributes to germinal center selection and affinity maturation (2024)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue, Yuma Matsumoto, Masato Okada, Tomohiro Kurosaki
  • 学会等名: 第1回AMED-SCARDAワクチン開発拠点事業合同シンポジウム
• [学会発表] 3回目mRNAワクチン接種によってオミクロン中和抗体ができるしくみ (2023)
  • 著者名/発表者名: 井上 毅
  • 学会等名: 第1回新型コロナウイルス研究集会
• [学会発表] COVID-19 mRNAワクチンでなぜオミクロン中和抗体が作られるのか (2023)
  • 著者名/発表者名: 井上 毅
  • 学会等名: 第2回日本医学会連合リトリート
  • 招待講演
• [学会発表] Why can 3rd mRNA vaccination induce Omicron-neutralizing antibodies? (2023)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Inoue
  • 学会等名: 東京大学医科学研究所 学友会セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] Germinal center B cell selection and survival regulated by optimal BCR signaling (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上 毅
  • 学会等名: 第51回日本免疫学会学術集会
  • 招待講演