腸内共生菌によるエピゲノム修飾を介した粘膜免疫制御メカニズムの解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13J02667
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 尾畑 佑樹 千葉大学, 大学院医学研究院, 特別研究員(DC1)
• キーワード: 腸内細菌 / 制御性T細胞 / 炎症性腸疾患 / DNAメチル化

研究実績の概要

ヒトの消化管の粘膜表面には、およそ100兆個にもおよぶ腸内細菌が生息している。消化管に慢性炎症を引き起こす炎症性腸疾患は、腸内細菌に対して宿主免疫系が過剰に応答することで発症すると考えられている。大腸における制御性T細胞(Treg)は、腸内細菌に対する免疫応答の抑制に重要な役割を果たしている。しかしながら、機能的なTregが大腸において維持される仕組みは不明であった。
著者らは、大腸Tregにおいて腸内細菌の定着依存的に発現増加する遺伝子としてUhrf1を同定した。Uhrf1はDNAメチル化の維持に必須な役割を果たしており、DNAメチル化は遺伝子発現の抑制に寄与している。そこで、Uhrf1を欠損したTregと正常なTregにおいて、DNAメチローム解析(MeDP-seq : Methylated DNA-precipitation-sequencing)およびトランスクリプトーム解析を行い、Uhrf1の標的分子の探索を試みた。これらデータの統合解析を行った結果、Uhrf1は細胞周期制御因子であるCdkn1aの遠位プロモーター領域のDNAメチル化を促すことで、その発現を負に抑制していることが示唆された。T細胞特異的にUhrf1を欠損したマウス(CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>)よりT細胞を取得し、Tregを分化誘導すると、G1-S移行期において細胞周期が停止することで、細胞増殖に異常をきたすことが判明した。一方で、siRNAを用いてCdkn1aをノックダウンしたUhrf1欠損TregではG1期における細胞周期の停止が軽減され、S期の細胞の割合が増加した。さらに著者らは、Uhrf1とCdkn1aの二重欠損マウス(CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>Cdkn1a^<-/->)を作成し、大腸Tregの割合を比較した。CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>では、抹消誘導型のTregの割合が激減する。一方で、CD4^<Cre>Uhrf1^<F/F>Cdkn1a^<-/->では、この割合が完全ではないものの有意に改善された。これらin vitroおよびin vivoの結果より、Uhrf1はDNAメチル化を介してCdkn1aの発現をエピジェネティックに抑制することで、Tregの細胞増殖を維持していることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない。

今後の研究の推進方策

本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Unique Lamina Propria Stromal Cells Imprint the Functional Phenotype of Mucosal Dendritic Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Ildefonso Vicente-Suarez, Alexander Larange, Colin Reardon, Michael Matho, Sonia Feau, Yunji Park, Yuuki Obata, Rebecca Gold, Yiran Wang-Zhu, Chris Lena, Dirk Zajonc, Stephen Schoenberger, Mitch Kronenberg and Hilde Cheroutre.
  • 雑誌名: Mucosal Immunol. 巻: 8 ページ: 141-151
  • DOI: 10.1038/mi.2014.51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of the entire differentiation process of murine M cells : suppression of their maturation in cecal patches. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kimura, Megumi Yamakami-Kimura, Yuuki Obata, Koji Hase, Hiroshi Kitamura, Hiroshi Ohno and Toshihiko Iwanaga.
  • 雑誌名: Mucosal Immunol.
  • DOI: 10.1038/mi.2014.99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic modifications of the immune system in health and disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata, Yukihiro Furusawa and Koji Hase.
  • 雑誌名: Immunology and Cell Biology 巻: 93 ページ: 226-232
  • DOI: 10.1038/icb.2014.114,2015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mucosal barriology : The molecular machinery and physiological significance of multiple epithelial barriers (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata and Koji Hase
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 巻: 35 ページ: 003-013
  • DOI: 10.2492/inflammregen.35.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] The epigenetic regulator Uhrf1 facilitates proliferation and maturation of colonic regulatory T cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata*, Yukihiro Furusawa*, Takaho A. Endo, Jafar Sharif, Daisuke Takahashi, Koji Atarashi, Manabu Nakayama, Satoshi Onawa, Yumiko Fujimura, Masumi Takahashi, Tomokatsu Ikawa, Takeshi Otsubo, Yuki I. Kawamura, Taeko Dohi, Shoji Tajima, Osamu Ohara, Kenya Honda, Shohei Hori, Hiroshi Ohno, Haruhiko Koseki and Koji Hase. 【* : 筆頭筆者】
  • 雑誌名: Nature Immunology 巻: 15 ページ: 571-579
  • DOI: 10.1038/ni.2886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epithelial-stromal interaction via Notch signaling is essential for the full maturation of gut-associated lymphoid tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata, Shunsuke Kimura, Gaku Nakato, Keito Iizuka, Yurika Miyagawa, Yutaka Nakamura, Yukihiro Furusawa, Machiko Sugiyama, Keiichiro Suzuki, Masashi Ebisawa, Yumiko Fujimura, Hisahiro Yoshida, Toshihiko Iwanaga, Koji Hase and Hiroshi Ohno.
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: 12 ページ: 1297-1304
  • DOI: 10.15252/embr.201438942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pitfalls in global normalization of ChIP-seq data in CD4+ T cells treated with butyrate : A possible solution strategy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Furusawa, Takaho A. Endo, Yuuki Obata, Osamu Ohara, Hiroshi Ohno and Koji Hase.
  • 雑誌名: Genomics Data 巻: 2 ページ: 176-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Commensal microbiota regulates T cell fate decision in the gut (2014)
  • 著者名/発表者名: Yukihiro Furusawa, Yuuki Obata and Koji Hase.
  • 雑誌名: Seminars in Immunopathology 巻: 37 ページ: 017-025
  • DOI: 10.1007/s00281-014-0455-3.
  • 査読あり
• [学会発表] Epigenetic regulation of colonic immune homeostasis by gut microbiota (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata, Yukihiro Furusawa and Koji Hase.
  • 学会等名: The 4th NIF (Network of lmmunology Frontiers) Winter School on Advanced lmmunology 2015
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2015-01-18 – 2015-01-23
• [学会発表] DNA methylation machinery in regulatory T cells secures immunological homeostasis in the colon. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata, Yukihiro Furusawa, Shohei Hori, Dohi Taeko, Hiroshi Ohno, Haruhiko Koseki and Koji Hase
  • 学会等名: 43^<rd> Annual meeting of the Japanese society for Immunology
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都府・京都市)
  • 年月日: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [学会発表] Intestinal microbiota regulates epithelial barrier and mucosal immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata and Koji Hase.
  • 学会等名: International Symposium on Epithelial barrier and Transport 2014
  • 発表場所: 立命館大学BKCローム記念館(滋賀県・草津市)
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] Epigenetic regulator Uhrf1 facilitates proliferation and maturation of colonic regulatory T cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Obata, Yukihiro Furusawa and Koji Hase.
  • 学会等名: The3^<rd>annual International Graduate School Stude nt Immunology Conference 2014(IGSIC2014)
  • 発表場所: Dallas, USA
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [図書] 実験医学 生体バリアの破綻と疾患 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尾畑佑樹, 長谷耕二
  • 総ページ数: 550-556
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 腸内細菌によるエピゲノム修飾を介した腸管免疫制御メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾畑佑樹
  • 総ページ数: 165-170
  • 出版者: 千葉医学雑誌 90巻5号
• [図書] 炎症と免疫2014年7月号(Vol.22 no.4) (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾畑佑樹、中村有孝、古澤之裕、長谷耕二
  • 総ページ数: 234-239
  • 出版者: 先端医学社
• [図書] エピゲノム制御タンパク質Uhrf1は腸内細菌の定着にともなう制御性T細胞の増殖および機能的な成熟を保証することにより炎症応答を抑制する (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾畑佑樹、長谷耕二
  • 出版者: ライフサイエンス新着論文レビュー
  • 説明: Online総説