制御性T細胞による免疫制御メカニズムの解明

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04747
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀 昌平 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (50392113)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 免疫寛容 / 自己免疫疾患 / 制御性T細胞

研究実績の概要

我々は、ヒト自己免疫疾患IPEXにおいて同定されているFoxp3遺伝子変異(A384T)が非リンパ組織における制御性T細胞(Treg)の恒常性と機能を特異的に障害して自己免疫疾患を惹起することを見いだし、A384T Tregの組織環境における適応破綻は転写因子BATFの発現抑制に起因することを明らかにした。本研究は、Foxp3とBATFが組織環境、炎症環境におけるTregの適応性を制御する内因的、外因的メカニズムを解明することを目的とし、本年度は主に以下の研究項目につき研究を進めた。
1. A384T変異体によるBATF発現抑制メカニズムとその意義：レポーターアッセイにおいてA384TによるBatfプロモーター活性の抑制に必要なforkhead認識サイト2カ所を同定した。そして、それらサイトの変異マウスをCRISPR/Cas9システムにより作製し、founderマウスを得た。また、ROSA26-STOP-BATFマウスを作製し、Foxp3-iCre BACトランスジェニックマウスと交配させてTreg特異的にBATFを発現させるマウスを得た。野生型マウスにおいてエフェクター・メモリー型Tregが増加することがわかった。
2. TregにおけるBATFの生理的意義：Treg特異的BATF欠損マウスが致死性の自己免疫疾患を発症し、組織にTh1とTh2細胞が選択的に蓄積すること、エフェクター・メモリー型Tregが選択的に欠損することがわかった。
3. TregサブセットにおけるFoxp3結合サイトの解析：Tregをナイーヴ型とエフェクター・メモリー型サブセットに分けてFoxp3 ChIP-seq解析を行った結果、それぞれのサブセットに特異的な結合サイトが同定された。そして、ナイーブ型特異的結合サイトにはFoxp1の共局在が、エフェクター・メモリー型特異的結合サイトにはIRF4の共局在が見られたことから、Foxp3は両者においてpartnerを変えることによりゲノム上異なった場所に結合してそれぞれの遺伝子発現を制御すると考えられた。

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

ほぼすべての研究項目について、当初計画していた通り順調に進展している。A384T変異体によるBatf発現抑制メカニズムの解析に関しては、当初予想していた仮説（A384T変異体による他のFKH転写因子の結合障害）を支持する結果は得られなかったため、仮説の再検討が必要であったが、その点については今後の検討課題である。

今後の研究の推進方策

内因性メカニズムに関しては、A384TによるBatf発現抑制のメカニズムと意義を明らかにすることと、BATFによるエフェクター・メモリー型Tregの分化と組織における集積メカニズムを検討することが重要である。これまでの研究から、Foxp3, BATF, IRF4が協調的に遺伝子発現を制御し、エフェクター・メモリー型Tregの分化と組織への集積を制御するというモデルが考えられた。今年度、このモデルの検証を行いたい。外因性メカニズムに関しては、組織におけるTregの表現型は組織樹状細胞との相互作用により制御されるという仮説を検証する。

研究成果

• [雑誌論文] Nonoverlapping roles of PD-1 and FoxP3 in maintaining immune tolerance in a novel autoimmune pancreatitis mouse model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Zhang B, Chikuma S, Hori S, Fagarasan S, and Honjo T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 113 ページ: 8490-8495
  • DOI: 10.1073/pnas.1608873113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 制御性T細胞とアレルギー (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀昌平
  • 学会等名: 日本アレルギー学会 第3回総合アレルギー講習会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-12-17 – 2016-12-18
  • 招待講演
• [学会発表] Functional dissection of the Foxp3-centered molecular network in regulatory T cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Hori, S
  • 学会等名: The 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-12-05 – 2016-12-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 制御性T細胞の多様性とその意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀昌平
  • 学会等名: 第16回LEGEND seminar 2016
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル沖縄（沖縄県那覇市）
  • 年月日: 2016-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] Dissecting Foxp3-dependent mechanisms of regulatory T cell function (2016)
  • 著者名/発表者名: Hori, S
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] 制御性T細胞による自己免疫寛容のメカニズムとその破綻 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀昌平
  • 学会等名: 千里ライフサイエンスセミナー
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2016-11-15
  • 招待講演