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1細胞RNA-seq解析を用いた好塩基球による皮膚アレルギー炎症制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K07115
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49070:免疫学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

三宅 健介  東京医科歯科大学, 統合研究機構, 特任助教 (90814533)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード好塩基球 / 単球由来マクロファージ / 分化経路 / 1細胞RNAシーケンス / 炎症収束 / アレルギー / IL-4受容体 / M2マクロファージ / アトピー性皮膚炎
研究開始時の研究の概要

アトピー性皮膚炎の有病率はいまだ高く、病態解明が求められている。申請者は、マウスアトピー性皮膚炎モデルの炎症後期に、死細胞貪食能の高いM2マクロファージが出現し、速やかに死細胞除去を行うことで炎症収束を導くことを解明した。本研究では、炎症後期に出現する炎症抑制型M2 マクロファージがどのように分化・誘導されるのかを、新技術である高感度1細胞RNA シーケンス解析を活用しながら解明する。本研究から炎症抑制型M2 マクロファージの誘導機構が解明できれば、アトピー性皮膚炎などの皮膚アレルギー症状を改善する新規治療標的の発見につながることが期待される。

研究実績の概要

本年度も引き続き、単球由来マクロファージによるアレルギー炎症抑制機構を解明するために、好塩基球依存的に起こる皮膚慢性あれるぎいー炎症であるIgE-CAIの皮膚炎症局所を高感度の1細胞RNAシーケンス(scRNA-seq)にて解析した。前年度までの結果から、単球由来マクロファージは炎症早期と後期で全く異なる遺伝子発現を示し、炎症後期の単球由来マクロファージにおいて死細胞貪食に重要な遺伝子(Gas6, Mertk等)が高発現することが明らかになった。さらに本年度はこの炎症後期単球由来マクロファージが分化誘導されるメカニズムをin vitro, in vivoの両面から解析した。先行研究にて、炎症収束型マクロファージの分化には好塩基球由来IL-4が重要であることが示唆されているこのため、まずin vitroにてLy6C陽性炎症性単球と活性化好塩基球上清を共培養し、フローサイトメトリーにて解析した。その結果、共培養後24時間にて早期単球由来マクロファージが、48時間にて後期単球由来マクロファージが認められることが明らかになった。一方、IL-4受容体欠損マウス由来のLy6C陽性炎症性単球では、早期・後期単球由来マクロファージの分化誘導が認められないことから、早期・後期単球由来マクロファージの分化はIL-4受容体シグナルに依存的におこることが明らかになった。さらに、in vivoにてもIL-4受容体シグナルの重要性を確認するために、マクロファージ特異的IL-4受容体欠損マウスを樹立し、IgE-CAIを誘導したところ、本マウスにおいては後期単球由来マクロファージの割合が減少することが明らかになった。以上から、アレルギー炎症収束を導く後期単球由来マクロファージが、好塩基球由来IL-4に依存的に分化誘導されることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
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

本年度までで、IgE-CAI炎症局所におけるアレルギー収束型マクロファージの分化経路を1細胞RNAシーケンスの活用により解明し、研究成果をは2024年に2月にNature Communications誌に論文発表したため。

今後の研究の推進方策

今年度までの研究により、炎症性単球から早期単球由来マクロファージ、後期単球由来マクロファージといった分化経路を特定し、論文発表した。今後はさらに、早期単球由来マクロファージから炎症抑制型の単球由来マクロファージへの分化の分子機構に迫るとともに、実際のアレルギー患者にて同様のマクロファージが認められるのかも1細胞解析を行うことで検討する予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (17件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 好塩基球分化とその機能に関する新知見2024

    • 著者名/発表者名
      Miyake Kensuke、Ito Junya、Karasuyama Hajime
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 159 号: 1 ページ: 32-38

    • DOI

      10.1254/fpj.23084

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • 年月日
      2024-01-01
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basophils Play a Protective Role in the Recovery of Skin Barrier Function from Mechanical Injury in Mice2024

    • 著者名/発表者名
      Strakosha Maria、Vega-Mendoza Daniela、Kane Jennifer、Jain Ashish、Sun Liang、Rockowitz Shira、Elkins Megan、Miyake Kensuke、Chou Janet、Karasuyama Hajime、Geha Raif S.、Leyva-Castillo Juan-Manuel
    • 雑誌名

      Journal of Investigative Dermatology

      巻: - 号: 8 ページ: 1784-1797.e4

    • DOI

      10.1016/j.jid.2023.12.024

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Topical Application of a PDE4 Inhibitor Ameliorates Atopic Dermatitis through Inhibition of Basophil IL-4 Production2024

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kazufusa、Miyake Kensuke、Ito Junya、Shimamura Hinano、Suenaga Tadahiro、Karasuyama Hajime、Ohashi Kenichi
    • 雑誌名

      Journal of Investigative Dermatology

      巻: 144 号: 5 ページ: 1048-1057.e8

    • DOI

      10.1016/j.jid.2023.09.272

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Basophils are important for development of allergic skin inflammation2024

    • 著者名/発表者名
      Leyva-Castillo Juan-Manuel、Vega-Mendoza Daniela、Strakosha Maria、Deng Liwen、Choi Samantha、Miyake Kensuke、Karasuyama Hajime、Chiu Isaac M.、Phipatanakul Wanda、Geha Raif S.
    • 雑誌名

      Journal of Allergy and Clinical Immunology

      巻: 153 号: 5 ページ: 1344-1354.e5

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2024.01.022

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-cell transcriptomics identifies the differentiation trajectory from inflammatory monocytes to pro-resolving macrophages in a mouse skin allergy model2024

    • 著者名/発表者名
      Miyake Kensuke、Ito Junya、Takahashi Kazufusa、Nakabayashi Jun、Brombacher Frank、Shichino Shigeyuki、Yoshikawa Soichiro、Miyake Sachiko、Karasuyama Hajime
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 1666-1666

    • DOI

      10.1038/s41467-024-46148-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single cell transcriptomics clarifies the basophil differentiation trajectory and identifies pre-basophils upstream of mature basophils2023

    • 著者名/発表者名
      Miyake Kensuke、Ito Junya、Nakabayashi Jun、Shichino Shigeyuki、Ishiwata Kenji、Karasuyama Hajime
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 14 号: 1 ページ: 2694-2694

    • DOI

      10.1038/s41467-023-38356-1

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cutaneous basophil infiltration in atopic dermatitis is associated with abundant epidermal infiltration of helper T cells: A preliminary retrospective study2023

    • 著者名/発表者名
      Nagashima Natsumi、Ugajin Tsukasa、Miyake Kensuke、Walls Andrew F.、Namiki Takeshi、Yokozeki Hiroo、Karasuyama Hajime、Okiyama Naoko
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 51 号: 1 ページ: 130-134

    • DOI

      10.1111/1346-8138.16987

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An IL-4 signalling axis in bone marrow drives pro-tumorigenic myelopoiesis2023

    • 著者名/発表者名
      LaMarche Nelson M.、…、Miyake Kensuke、…、Merad Miriam
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 625 号: 7993 ページ: 166-174

    • DOI

      10.1038/s41586-023-06797-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 【蕁麻疹・血管性浮腫】蕁麻疹と好塩基球2023

    • 著者名/発表者名
      三宅健介, 吉川宗一郎, 烏山一
    • 雑誌名

      皮膚科

      巻: 3 ページ: 130-137

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CT-M8 Mice: A New Mouse Model Demonstrates That Basophils Have a Nonredundant Role in Lupus-Like Disease Development2022

    • 著者名/発表者名
      Tchen John、Simon Quentin、Chapart L?a、Pellefigues Christophe、Karasuyama Hajime、Miyake Kensuke、Blank Ulrich、Benhamou Marc、Daugas Eric、Charles Nicolas
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 13 ページ: 900532-900532

    • DOI

      10.3389/fimmu.2022.900532

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of Basophils in a Broad Spectrum of Disorders2022

    • 著者名/発表者名
      Miyake Kensuke、Ito Junya、Karasuyama Hajime
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 13 ページ: 902494-902494

    • DOI

      10.3389/fimmu.2022.902494

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Pro-Resolving Roles for Basophils and Monocyte-Derived Macrophages in IgE-Mediated Skin Allergy.2024

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Miyake.
    • 学会等名
      2024 Food Allergy Conference GRC
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] FoxO1 regulates the number of basophils in the peripheral tissues and basophil-dependent allergic inflammation.2024

    • 著者名/発表者名
      Junya Ito, Kensuke Miyake, Kazufusa Takahashi, Shigeyuki Shichino, Hajime Karasuyama.
    • 学会等名
      The 52nd Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Classical monocyte-derived macrophages display high efferocytic ability and contribute to the resolution of basophil-dependent skin allergic inflammation.2024

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Miyake, Junya Ito, Kazufusa Takahashi, Jun Nakabayashi, Shigeyuki Shichino, Hajime Karasuyama.
    • 学会等名
      The 52nd Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Classical monocyte differentiate into pro-resolving macrophages with high efferocytic capacity in basophil-dependent skin allergy.2023

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Miyake, Junya Ito, Kazufusa Takahashi, Jun Nakabayashi, Shigeyuki Shichino, Hajime Karasuyama.
    • 学会等名
      The 46th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 喘息 動物モデル 好塩基球由来IL-4は急性呼吸促迫症候群モデルの肺炎症を抑制する.2023

    • 著者名/発表者名
      高澤 聖子, 三宅 健介, 杉原 潤, 柴田 翔, 立石 知也, 烏山 一, 宮崎 泰成
    • 学会等名
      第63回日本呼吸器学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 増悪と抑制を司るアレルギーメディエーター 好塩基球由来IL-4は急性呼吸促迫症候群モデルの肺炎症を抑制する.2023

    • 著者名/発表者名
      高澤 聖子, 三宅 健介, 杉原 潤, 柴田 翔, 立石 知也, 烏山 一, 宮崎 泰成.
    • 学会等名
      第72回日本アレルギー学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Transcriptomic and functional analyses uncover an immature subpopulation of basophils in the bone marrow and FoxO1 as a transcription factor involved in the regulation of basophil responsiveness.2022

    • 著者名/発表者名
      Junya Ito, Kensuke Miyake, Kazufusa Takahashi, Shigeyuki Shichino, Hajime Karasuyama.
    • 学会等名
      51st Annual Meeting of Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Difamilast, a selective phosphodiesterase 4 inhibitor, suppresses IL-4 production by basophils and ameliorates atopic dermatitis in a murine model.2022

    • 著者名/発表者名
      Kazufusa Takahashi, Kensuke Miyake, Junya Ito, Hinano Shimamura, Hajime Karasuyama.
    • 学会等名
      51st Annual Meeting of Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] M2 macrophages generated in the termination phase of skin allergic inflammation display high efferocytic capacity and promote resolution of inflammation.2022

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Miyake, Junya Ito, Kazufusa Takahashi, Jun Nakabayashi, Shigeyuki Shichino, Hajime Karasuayma.
    • 学会等名
      51st Annual Meeting of Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] hronic psychological stress exacerbates IgE-dependent chronic allergic inflammation by supressing M2 macrophage-mediated efferocytosis.2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Urakami, Yuki Fujita, Kei Nagao, Kensuke Miiyake, Hajime Karasuyama, Sachiko Miyake, Soichiro Yoshikawa.
    • 学会等名
      51st Annual Meeting of Japanese Society for Immunology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The clinical and histological characteristics of 'basophil-high' atopic dermatiti2022

    • 著者名/発表者名
      Nagashima Natsumi, Ugajin Tsukasa, Miyake Kensuke, Karasuyama Hajime, Namiki Takeshi, Okiyama Naoko.
    • 学会等名
      日本研究皮膚科学会年次学術大会・総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Psychological stress exacerbates skin allergic inflammation by dysfunction of anti-inflammatory M2 macrophages via β2-adrenergic receptor2022

    • 著者名/発表者名
      Urakami Hitoshi, Fujita Yuki, Komura Ayaka, Nagao Kei, Matsui Keigo, Hino Shota, Miyake Kensuke, Karasuyama Hajime, Yoshikawa Soichiro, Kamiya Atsunori, Morizane Shin.
    • 学会等名
      日本研究皮膚科学会年次学術大会・総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規PDE4阻害薬のジファミラストは好塩基球のIL-4産生を抑制し,アトピー性皮膚炎モデルへの治療効果を示す.2022

    • 著者名/発表者名
      三宅 健介, 高橋 和総, 伊藤 潤哉, 島村 雛乃, 烏山 一
    • 学会等名
      第52回日本皮膚免疫アレルギー学会総会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 炎症後期に出現するM2マクロファージは高い死細胞貪食能を持ち、好塩基球依存的皮膚アレルギー炎症の収束に寄与する2022

    • 著者名/発表者名
      三宅健介、伊藤潤哉、髙橋和総、中林潤、七野成之、烏山一.
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 精神的ストレスによるアレルギー皮膚炎症増悪メカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      吉川 宗一郎, 浦上 仁志, 藤田 悠紀, 長尾 圭, 日野 翔太, 松井 奎吾, 三宅 健介, 烏山 一, 森実 実, 神谷 厚範, 三宅 幸子.
    • 学会等名
      第34回日本神経免疫学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規PDE4阻害薬ジファミラストは好塩基球活性化を阻害し、アトピー性皮膚炎モデルに対し治療効果を示す.2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 和総, 三宅 健介, 烏山 一
    • 学会等名
      第71回日本アレルギー学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 好塩基球浸潤による成人アトピー性皮膚炎患者層別化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      長島 夏実, 宇賀神 つかさ, 三宅 健介, 烏山 一, 並木 剛.
    • 学会等名
      第121回日本皮膚科学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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