ヒト型免疫マウスモデルの作出と応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 免疫系自己-形成・識別とその異常
• 研究課題/領域番号: 19059001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 地方独立行政法人宮城県立病院機構 宮城県立がんセンター(研究所) (2011); 地方独立行政法人宮城県立病院機構宮城県立がんセンター(研究所) (2009-2010); 東北大学 (2007-2008)
• 研究代表者: 菅村 和夫 地方独立行政法人宮城県立病院機構 宮城県立がんセンター(研究所), 発がん制御研究部, 特任部長 (20117360)
• 研究分担者: 石川 文彦 独立行政法人理化学研究所, ヒト疾患モデル研究ユニット, ユニットリーダー (30403918) ; 伊藤 守 (財)実験動物中央研究所, 免疫研究室長 (00176364)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2011
• キーワード: ヒト免疫系 / ヒト化マウス / 免疫不全症

研究概要

本研究において、免疫不全NOGマウスを用いて、免疫系ヒト化マウスの樹立に成功した。免疫不全NOGマウスにヒトHLA-RB1*0405を遺伝子導入したトランスジェニックNOGマウス(HLAtg)とMHC class II欠損NOGマウスを掛け合わせて、HLAtg MHCII(-/-)NOGマウスを作製した。このHLAtg MHCII(-/-)NOGマウスにHLA-DRB1*0405のハプロタイプを有するヒト臍帯血由来血液幹細胞を移植して、HLA-DRB1*0405のハプロタイプを有する免疫系ヒト化NOGマウスを作出した。これらNOGマウスのHLA-DRと移植した血液幹細胞のHLA-DRのハプロタイプがマッチしたマウスとミスマッチしたマウスを比較解析したところ、ナイーブＴ細胞数がHLA-DRハプロタイプ・マッチマウスで優位に増加していた。また、血清中TgG値も増加していた。さらにTNP-OVAペプチド抗原で免疫したところ、HLA-DRハプロタイプがマッチしたマウスで、特異的なＴ細胞増殖反応が認められると共に、TFN・やTL-2の産生増強も見られた。同時に、抗原特異的な血清中TgG抗体価の上昇が認められた。以上の結果から、上記免疫系ヒト化NOGマウスにおいて、抗原特異的なヒト免疫応答系が成立していることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of human humoral immune responses in a novel HLA-DR-expressing transgenic NOD/Shi-scid/ γ cnull mouse. (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Takahashi T, Katano T, Ito R, Ito M, Harigae H, Ishii N, Sugamura K.
  • 雑誌名: Int. Immunol. 巻: 24 ページ: 243-252
• [雑誌論文] In vivo assay of human NK-dependent ADCC using NOD/SCID/γc^<null> (NOG) mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shiokawa, M., Takahashi, T., Murakami, A., Kita, S., lto, M., Sugamura, K. and Ishii, N.
  • 雑誌名: Biochem.Biophy. Res. Comm. 巻: 399 ページ: 733-737
• [雑誌論文] Regulatory T cells are necessary for implantation and maintenance of early pregnancy but not ate pregnancy in allogeneic mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shima, T., Sasaki, Y., Itoh, M., Nakashima, A., Ishii, N., Sugamura, K. and Saito, S.
  • 雑誌名: J. Rep. Immunol. 巻: 85 ページ: 121-129
• [雑誌論文] Characterization of the EpCAM^+ cell population in hepatocellular carcinoma cell lines (2010)
  • 著者名/発表者名: Kimura, 0., Takahashi, T., Ishii, N., Inoue, Y., Ueno, Y., Kogure, T., Fukushima, K., Shiina, M., Yamagiwa, Y., Kondo, Y., Inoue, J., Kakazu, E., Iwasaki, T., Kawagishi, N., Shimosegawa, T., and Sugamura, K
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 101 ページ: 2145-2155
• [雑誌論文] Highly sensitive model for xenogenic GVHD using severe immunodeficient NOG mice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ito R, Katano I, Kawai K, Hirata H, 0gura T, Kamisako T, Eto T, and Ito M.
  • 雑誌名: Transplantaion 巻: 87 ページ: 1654-1658
• [雑誌論文] The analysis of the functions of human B and T cells in humanized NOD/shi-scid/{gamma}cnull(NOG) mice (hu-HSC NOG mice). (2009)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Takahashi T, 0kajima A, Shiokawa M, Ishii N, Katano I,Ito R, Ito M, Minegishi M, Minegishi N, Tsuchiya S and Sugamura K.
  • 雑誌名: Int. Immunol. 巻: 21 ページ: 843-858
• [雑誌論文] The differentiative and regenerative properties of human hematopoietic stem/progenitor cells in the NOD-SCTD/IL2rg^<null> mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa F, Saito Y, Yoshida S, Harada M, Shultz LD.
  • 雑誌名: Curr TopMicrobiol Immunol 巻: 324 ページ: 87-94
• [雑誌論文] NOD/Shi IL2rg<null>(NOG) mice appropriate for humanized mouse models. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito M, Kobayashi K, Nakahata T
  • 雑誌名: "Humanized mice" , Nomura T, et al.(eds.), Current Topics in Microbiol. and Immunol., Springer-Verlag Berlin Heidelberg 巻: 324 ページ: 53-76
• [雑誌論文] Interleukin-4-transgenic hu-PBL-SCID mice: A model for the screening of antiviral drugs and immunotherapeutic agents against X4 HIV-1 viruses. (2008)
  • 著者名/発表者名: Okuma K, Tanaka r, Ogura T, Ito M, Kumakura S, Yanaka M, Nishizawa M, Sugiura W, Yamamoto N, Tanaka Y
  • 雑誌名: J. Infect. Dis. 巻: 197 ページ: 134-141
• [雑誌論文] The origins of blood: induction of hematopoietic stem cells from different sources. (2008)
  • 著者名/発表者名: Saito Y and Ishikawa F.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 3 ページ: 8-10
• [雑誌論文] Human Flt3 is expressed at the hematopoietic stem cell and the granulocyte/macrophage progenitor stages to maintain cell survival. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kikushige Y, Yoshimoto G, Miyamoto T, Iino T, Mori Y, Iwasaki H, Niiro H, Takenaka K, Nagafuji K, Harada M, Ishikawa F, Akashi K.
  • 雑誌名: J Immunol. 巻: 180 ページ: 7358-67
• [雑誌論文] Quiescent human hematopoietic stem cells in the bone marrow niches organize the hierarchical structure of hematopoiesis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yahata, T, Muguruma Y, Yumino S, Sheng Y, Uno T, Matsuzawa H, Ito M, Kato S, Hotta T, and Ando K.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 26 ページ: 3228-3236
• [雑誌論文] NOD/Shi-scid IL2rgamma(null)(NOG) mice more appropriate for humanized mouse models. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ito M, Kobayashi K and Nakahata T.
  • 雑誌名: Curr. Top. Microbiol. Immunol. 巻: 324 ページ: 53-76
• [雑誌論文] Hematopoietic stem cell-engrafted NOD/SCID/IL2Rgamma null mice develop human lymphoid systems and induce long-lasting HIV-1 infection with specific humoral immune responses. (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Terashima K, 0hta S, Horibata S, Yajima M, Shiozawa Y, Dewan MZ, Yu Z, Ito M, Morio T, Shimizu N, Honda M, Yamamoto N
  • 雑誌名: Blood 巻: 109 ページ: 212-218
• [雑誌論文] Humanized NOD/SCTD/IL2R{gamma}null mice transplanted with hematopoietic stem cells under non-myeloablative condition show prolonged lifespans and allow detailed analysis of HIV-1 pathogenesis. (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, 0hta S, Yajima M, Terashima K, Ito M, Mugishima H, Fujiwara S, Shimizu K, Honda M, Shimizu N, Yamamoto N
  • 雑誌名: J. Virol.
• [雑誌論文] Identification of a key molecular regulator of liver metastasis in human pancreatic carcinoma using a novel quantitative model of metastasis in NOD/SCID/gammacnull(NOG) mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Suemizu H, Monnai M, 0hnishi Y, Ito M, Tamaoki N, Nakamura M
  • 雑誌名: Int. J. Oncol. 巻: 31 ページ: 741-751
• [雑誌論文] Homing, proliferation and survival sites of human leukemia cells in vivo in immunodeficient mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ninomiya M, Abe A, Katsumi A, Xu J, Ito M, Arai F, Suda T, Ito M, Kiyoi H, Kinoshita T, Naoe T
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 21 ページ: 136-142
• [雑誌論文] Noninvasive and real-time assessment of reconstructed functional human endortrium in NOD/SCID/{gamma}formula immunodeficient mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Masuda H, Maruyama T, Hiratsu E, Yamane J, Iwanami A, Nagashima T, 0no M, Miyoshi H, 0kano HJ, Ito M, Tamaoki N, Nomura T, 0kano H, Matsuzaki Y, Yoshimura Y
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 104 ページ: 1925-1930
• [雑誌論文] Human cord blood CD34+ cells develop into hepatocytes in the livers of NOD/SCTD/gamma(c)null mice through cell fusion. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujino H, Hiramatsu H, Tsuchiya A, Niwa A, Noma H, Shiota M, Umeda K, Yoshimoto M, Ito M, Heike T, Nakahata T
  • 雑誌名: Faseb J. 巻: 21 ページ: 3499-3510
• [雑誌論文] Humanized mice in translational biomedical research. (2007)
  • 著者名/発表者名: Shultz LD, Ishikawa F, Greiner DL.
  • 雑誌名: Nature Reviews Immunol 巻: 7 ページ: 118-130
• [雑誌論文] Chemotherapy-resistant human AML stem cells home to and engraft within the bone marrow endsteal region. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa F, Yoshida S, Saito Y, Hijikata A, Kitamura H, Tanaka S, Nakamura R, Tanaka T, Tomiyama H, Saito N, Fukata M, Miyamoto T, Lyons B, 0hshima K, Uchida N, Taniguchi S, 0hara 0, Akashi K, Harada M, Shultz LD.
  • 雑誌名: Nature Biotechnol 巻: 25 ページ: 1315-1321
• [雑誌論文] The developmental program of human dendritic cells is operated independently of conventional myeloid and lymphoid pathways. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa F, Niiro H, Iino T, Yoshida S, Saito N, 0nohara S, Miyamoto T, Minagawa H, Fujii SI, Shultz LD, Harada M, Akashi K.
  • 雑誌名: Blood 巻: 119 ページ: 3591-3660
• [雑誌論文] Development of a multi-step leukemogenesis model of MLL-rearranged leukemia using humanized mice.
  • 著者名/発表者名: Moriya, K., Suzuki, M., Watanabe, Y., Takahashi, T., Aoki, Y., Uchiyama, T., Kumaki, S., Sasahara, Y., Minegishi, M., Kure, S., Tsuchiya, S., Sugamura, K. and Ishii, N.
  • 雑誌名: PLos ONE 巻: (in press)
• [学会発表] The analysis of the functions of human T cells in humanized NOD/shi-scid/γc^<null>(NOG)-HLA transgenic mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋武司, 他
  • 学会等名: 国際免疫学会
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] Understanding normal and diseased human immunity using humanized mouse. (2010)
  • 著者名/発表者名: 石川文彦
  • 学会等名: 国際免疫学会
  • 年月日: 2010-08-23
• [学会発表] The analysis of the functions of human B and T cells in humanized NOD/shi/ycnu11(NOG)mice (hu-HSC NOGmice). (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋武司, 他
  • 学会等名: 2nd lnt.Workshop on Humanized Mice (Sind 010fskape1/Amsterdam/The Netherlands)
  • 年月日: 2009-04-04
• [学会発表] Analysis of the functional human T cells in reconstitutional humanized NOGmice (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡嶋亮良, 他
  • 学会等名: 日本免疫学会
  • 年月日: 20080100
• [学会発表] Characterization of human lymphocytes in humanized NOG mice (2007)
  • 著者名/発表者名: 渡辺庸平, 他
  • 学会等名: 日本免疫学会
  • 年月日: 2007-11-21