HTLV-1感染ヒト化マウスを用いた未発症感染キャリア成立要因の解析

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K08506
• 研究機関: 関西医科大学
• 研究代表者: 藤澤 順一 関西医科大学, 医学部, 教授 (40181341)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: HTLV-1 / ATL / ヒト化マウス / マウスモデル / Tax

研究実績の概要

培養状態ではHTLV-1の産生がほとんど見られないHTLV-1感染ヒトT細胞株Jurkatのヒト化マウス腹腔内への投与で、感染４週以内に末梢血感染細胞の急激な増加を伴い白血病死する個体群と、感染４週以上生存する個体群に分かれた。そこで、摘出した脾臓細胞から細胞RNAを抽出し、定量的RT-PCR法にてTax mRNAの発現量を定量した。同時にゲノムDNAを抽出し、定量的PCR法にてゲノムに組み込まれたプロウイルスDNAとヒトβグロビンゲノムDNAの比からウイルス感染率を算出した。これらの値で補正した感染細胞あたりのTax mRNAの発現を、感染４週以内および４週以降で比較したところ、感染４週以内の感染細胞では、感染４週以降の細胞と比較して、Tax mRNAの発現は有意に高かった。
一方、Taxペプチドワクチンを投与したヒト化マウスにHTLV-1を感染させたところ、Tax-テトラマー陽性CD8T細胞の発現誘導とともに感染細胞の白血病様増殖の抑制が観察された。そこで、ワクチン非投与早期死亡群とワクチン投与長期生存群における脾臓細胞の表面抗原解析を行ったところ、生存群においては脾臓内での非感染T細胞の増加とCD8T細胞の比率増加が特徴的であった。さらに、ワクチン非投与早期死亡群の血中には高濃度のIL-6の発現が観察されたが、Taxペプチドワクチンの投与によりHTLV-1感染細胞数の上昇が寛恕となったヒト化マウス血中においても同程度のIL-6の発現誘導があり、ワクチン投与により誘導された抗HTLV-1宿主免疫による感染細胞の殺傷が示唆された。
これらの事実は、感染初期においてTaxを高発現する感染細胞群は抗Tax細胞障害性T細胞を主体とする宿主免疫応答により排除され、感染後期にはTax低発現細胞が生き残った可能性を示唆している。

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

HTLV-1感染ヒト化マウスにおける細胞レベルでのTax mRNA発現の経時的減少は、感染初期においてはTaxを高発現する感染細胞が選択的に殺傷され、その後、低レベルのTax発現細胞と宿主免疫との平衡状態が維持されるという仮説を強く支持し、感染個体における感染細胞数の制御にTax発現細胞を標的とする細胞障害性T細胞を主体とした抗HTLV-1宿主免疫の役割が重要であることが示された。

今後の研究の推進方策

これまでの解析から、感染初期において高発現するTaxが感染後期において発現が低下するのは、感染後に誘導される抗Tax細胞障害性T細胞によるTax高発現細胞の排除が原因である可能性が示唆されたことから、今後、ヒト化マウス脾臓の免疫組織染色解析により、感染初期における宿主免疫細胞による感染細胞の排除を証明し、さらに、Taxペプチドワクチン投与による感染細胞殺傷効果の増強を検証する必要がある。また、感染後期におけるTax発現減少の原因として、プロウイルス挿入部位の相違あるいはエピゲノム修飾の変化が想定されるため、感染初期および後期の感染細胞における挿入部位塩基配列およびヒストンメチル化解析を進めることで、急性感染から持続感染形態への移行に伴う感染細胞レベルでの実態が明らかになると考える。

研究成果

• [雑誌論文] Poly(ADP-ribose). Structure, Physicochemical Properties and Quantification in vivo, with special reference to poly(ADP-ribose) binding protein modules (2016)
  • 著者名/発表者名: Miwa M, Ida C, Yamashita S, Tanaka M, Fujisawa J
  • 雑誌名: Current Protein and Peptide Science 巻: 17 ページ: 683-692
  • 査読あり
• [学会発表] Both HBZ Protein and mRNA are Required for Leukemic Growth of HTLV-l-infected T-cells in Humanized Mouse Model (2017)
  • 著者名/発表者名: Ancy Joseph, Takaharu Ueno, Yihua Ren, Jinchun Yaol,Sung-il Lee, Masakazu Tanaka, Jun-ichi Fujisawa
  • 学会等名: 18th International Conference on Human Retrovirology
  • 発表場所: ホテルグランドアーク半蔵門(東京)
  • 年月日: 2017-03-07 – 2017-03-10
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Adjuvant in the Tax Vaccination of Humanized Mouse to Prevent HTLV-l Infection (2017)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Tanaka, Yihua Ren, Jinchun Yao, Sung-il Lee, Norihiro Takenouchi, Jun-ichi Fujisawa
  • 学会等名: 18th International Conference on Human Retrovirology
  • 発表場所: ホテルグランドアーク半蔵門(東京)
  • 年月日: 2017-03-07 – 2017-03-10
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment of an in vitro HTLV-l Infection Model Via Dendritic Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Norihiro Takenouchi, Masakazu Tanaka, Jun-ichi Fujisawa
  • 学会等名: 18th International Conference on Human Retrovirology
  • 発表場所: ホテルグランドアーク半蔵門(東京)
  • 年月日: 2017-03-07 – 2017-03-10
  • 国際学会
• [学会発表] HTlV-l Infection in Multiple lineages of Hematopoietic Cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Rie Furuta, Jun-ichirou Yasunaga, Michi Miura, Kenji Sugata, Akatsuki Saito, Hirofumi Akari, Takaharu Ueno, Norihiro Takenouchi, Jun-ichi Fujisawa, Ki-Ryang Koh, Masakazu Shimizu, Fumihiko Matsuda , Anat Melamed, Charles R Bangham, Masao Matsuoka
  • 学会等名: 18th International Conference on Human Retrovirology
  • 発表場所: ホテルグランドアーク半蔵門(東京)
  • 年月日: 2017-03-07 – 2017-03-10
  • 国際学会
• [学会発表] ATL 発症過程における感染細胞内Tax 遺伝子発現の変動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 任 翊華、田中正和、姚 錦春、李 成一、藤澤順一
  • 学会等名: 第３回日本HTLV学会学術集会
  • 発表場所: 鹿児島県県市町村自治会館(鹿児島)
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-28
• [学会発表] Establishment of HTLV-1 infected Jurkat cell lines with mutated Tax and HBZ genes (2016)
  • 著者名/発表者名: Ancy Joseph 、Takaharu Ueno、Jun-ichi Fujisawa
  • 学会等名: 第３回日本HTLV学会学術集会
  • 発表場所: 鹿児島県県市町村自治会館(鹿児島)
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-28
• [学会発表] HTLV-1 感染ヒ卜化マウスを用いた感染予防ワクチンにおけるアジュバント効果の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中正和、任 翊華、竹之内徳博、姚 錦春、李 成一、藤澤順一
  • 学会等名: 第３回日本HTLV学会学術集会
  • 発表場所: 鹿児島県県市町村自治会館(鹿児島)
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-28
• [学会発表] 血液系細胞におけるHTLV-1 感染とその意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古田梨愛、安永純一朗、三浦未知、菅田謙治、齋藤暁、明里宏文、上野孝治、竹之内徳博、藤澤順一、清水正和、松田文彦、Melamed Anat、Charles Bangham、松岡雅雄
  • 学会等名: 第３回日本HTLV学会学術集会
  • 発表場所: 鹿児島県県市町村自治会館(鹿児島)
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-28