体外培養した骨髄由来免疫抑制細胞の局所炎症環境下における免疫抑制能の解析

• 研究課題/領域番号: 21K16884
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分56060:眼科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 藤本 啓一 順天堂大学, 医学部, 非常勤助手 (10876684)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022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); 2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 骨髄由来免疫抑制細胞 / 角膜移植 / 免疫寛容 / 拒絶反応 / 免疫抑制 / 眼免疫 / 炎症 / 血管新生 / 粘液抑制

研究開始時の研究の概要

感染症・自己免疫疾患の合併・再移植などで血管新生を生じた高リスク角膜移植症例では未だにその40～90%に拒絶反応を伴う。この課題に対し申請者は、制御性T細胞誘導能・エフェクターT細胞抑制能を持つ、顆粒球系細胞の前駆細胞である「骨髄由来免疫抑制細胞」を応用する。本研究では、体外培養した骨髄由来免疫抑制細胞の免疫抑制効果を高リスク角膜移植マウスモデルにて検証し、ヒト角膜移植における新規免疫寛容療法開発の基盤研究を実施する。

研究実績の概要

本研究は、体外培養した骨髄由来免疫抑制細胞(Myeloid-derived suppressor cell, BM-MDSC)の免疫抑制効果を高リスク角膜移植マウスモデルで検証し、ヒト角膜移植における新規免疫寛容療法開発の基盤研究を実施する。C57/BL6Jマウスの骨髄細胞をインターロイキン(IL)-6、顆粒球単球コロニー刺激因子(GM-CSF)と共培養し、BM-MDSC(Gr1陽性CD11b陽性細胞)を誘導した。混合リンパ球反応(MLR)にBM-MDSCを付加し、T細胞増殖能を評価した。また、フローサイトメトリーで制御性T細胞の割合を測定した。MLR後のサイトカインの発現量(ELISA法)、誘導性一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現(リアルタイムPCR法)ならびに一酸化窒素(NO) の産生を測定した。令和4年度は、血管新生を誘導した高リスクマウス角膜移植モデルを作成し、結膜下注射によるBM-MDSCの移入ならびに角膜移植片の生存率、血管・リンパ 管新生を評価した。IL-6とGM-CSFの共培養によりiNOSの発現が増加したBM-MDSCが誘導された。BM-MDSCのMLRへの付加により炎症性サイトカインの減少、抑制性 サイトカインの増加、T細胞増殖の抑制、制御性T細胞の誘導を認めた。また、結膜下注射によるBM-MDSCの角膜移植片へ移行ならびに生存率の延長、血管新生な らびにリンパ管新生の抑制を認めた。BM-MDSCはiNOS経路を介して、T細胞増殖の抑制、制御性T細胞の誘導、血管・リンパ管新生の抑制によりマウス角膜移植片の拒絶反応を抑制した。本研究では、体外培養したBM-MDSCの免疫抑制効果を高リスクマウス角膜移植モデルで検証し、ヒト角膜移植における新規免疫寛容療法 開発の基盤を構築した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

C57/BL6Jマウスの骨髄細胞をインターロイキン(IL)-6、顆粒球単球コロニー刺激因子(GM-CSF)と共培養し、BM-MDSC(Gr1陽性CD11b陽性細胞)を誘導した。混合リンパ球反応(MLR)にBM-MDSCを付加し、T細胞増殖能を評価した。また、フローサイトメトリーで制御性T細胞の割合を測定した。MLR後のサイトカインの発現量(ELISA法)、誘導性一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現(リアルタイムPCR法)ならびに一酸化窒素(NO) の産生を測定した。血管新生を誘導した高リスクマウス角膜移植モデルを作成し、結膜下注射によるBM-MDSCの移入ならびに角膜移植片の生存率、血管・リンパ 管新生を評価した。IL-6とGM-CSFの共培養によりiNOSの発現が増加したBM-MDSCが誘導された。BM-MDSCのMLRへの付加により炎症性サイトカインの減少、抑制性 サイトカインの増加、T細胞増殖の抑制、制御性T細胞の誘導を認めた。また、結膜下注射によるBM-MDSCの角膜移植片へ移行ならびに生存率の延長、血管新生な らびにリンパ管新生の抑制を認めた。BM-MDSCはiNOS経路を介して、T細胞増殖の抑制、制御性T細胞の誘導、血管・リンパ管新生の抑制によりマウス角膜移植片の拒絶反応を抑制した。

今後の研究の推進方策

当初の計画以上に進展しており、研究データを取りまとめし、論文を執筆する。

研究成果

• [雑誌論文] Role of Immune Cell Diversity and Heterogeneity in Corneal Graft Survival: A Systematic Review and Meta-Analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhu J, Inomata T, Di Zazzo A, Kitazawa K, Okumura Y, Coassin M, Surico PL, Fujio K, Yanagawa A, Miura M, Akasaki Y, Fujimoto K, Nagino K, Midorikawa-Inomata A, Hirosawa K, Kuwahara M, Huang T, Shokirova H, Eguchi A, Murakami A.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 号: 20 ページ: 4667-4667
  • DOI: 10.3390/jcm10204667
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ex Vivo?Induced Bone Marrow-Derived Myeloid Suppressor Cells Prevent Corneal Allograft Rejection in Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Zhu Jun、Inomata Takenori、Fujimoto Keiichi、Uchida Koichiro、Fujio Kenta、Nagino Ken、Miura Maria、Negishi Naoko、Okumura Yuichi、Akasaki Yasutsugu、Hirosawa Kunihiko、Kuwahara Mizu、Eguchi Atsuko、Shokirova Hurramhon、Yanagawa Ai、Midorikawa-Inomata Akie、Murakami Akira
  • 雑誌名: Investigative Opthalmology & Visual Science 巻: 62 号: 7 ページ: 3-3
  • DOI: 10.1167/iovs.62.7.3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著