ゼブラフィッシュを用いた全個体レベルでの免疫系解析モデルの開発

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14879
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 一戸 辰夫 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (80314219)
• 研究分担者: 本庶 仁子 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 講師 (80614106)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ゼブラフィッシュモデル / 免疫系 / 主要組織適合性抗原 / 造血細胞移植 / 次世代シーケンサー

研究実績の概要

本研究の目標は、ゼブラフィッシュの優れたモデル生物としての特性を利用し、主要組織適合性複合体(major histocompatibility complex, MHC)相同遺伝子の組み替え型個体や免疫不全個体の作成によって安定した造血細胞移植のシステムを確立するとともに、それ らを利用して個体全体に存在するT細胞/B細胞レパトワの網羅的かつ鳥瞰的な解析技術を開発することである。この目的を達成するため、以下の研究を行なった。
（１）ゼブラフィッシュの単一個体に存在する全てのT細胞クローンを、T細胞受容体CDR3コード領域遺伝子配列の高速シーケンシングによって、網羅的かつ半定量的に同定する技術を開発した。
（２）ゼブラフィッシュ のMHC遺伝子のタイピング法を用いて、申請者の研究室で保有しているさまざまな野生型および遺伝子改変型ゼブラフィッシュのMHCハプロタイプを同定し、従来は報告されていない新しいクラスI遺伝子(U遺伝子)を見出し、cDNA全長のクローニングを試みた。
（３）野生型同一種のゼブラフィッシュを用いたMHC部分不一致個体間におけるwhole kidney marrowの移植モデルを用いて、GVHDに相当する反応を誘導できる系を作成し、全個体レベルでドナー由来造血細胞のライブイメージングによる解析を試みた。
（４）上記の網羅的T細胞受容体解析系のヒトへの応用可能性を検討し、ヒトのウイルス抗原特異的免疫応答や造血幹細胞移植後のT細胞レパトワの再構築を行い、末梢血T細胞サブセットの階層性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Next-generation immune repertoire sequencing as a clue to elucidate the landscape of immune modulation by host-gut microbiome interactions. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ichinohe T, Miyama T, Kawase T, Honjo Y, Kitaura K, Sato H, Shin-I T, Suzuki R.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 9 ページ: 668
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00668.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Highly functional T-cell receptor repertoires are abundant in stem memory T cells and highly shared among individuals. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyama T, Kawase T, Kitaura T, Chishaki R, Shibata M, Oshima K, Hamana H, Kishi H, Muraguchi A, Kuzushima K, Saji H, Shin-I T, Suzuki R, Ichinohe T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 ページ: 3663
  • DOI: 10.1038/s41598-017-03855-x.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor growth limited to subcutaneous site vs tumor growth in pulmonary site exhibit differential effects on systemic immunities. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masuda J, Takayama E, Strober W, Satoh A, Morimoto Y, Honjo Y, Ichinohe T, Tokuno SI, Ishizuka T, Nakata T, Mizutani A, Umemura N, Kitani A, Fuss IJ, Shigehiro T, Kawaki H, Mizuno-Kamiya M, Kondoh N, Seno M.
  • 雑誌名: Oncol Rep. 巻: 38 ページ: 449-455
  • DOI: doi:10.3892/or.2017.5646.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 新しい養子免疫療法を目指したTALEN法によるT細胞受容体ゲノム編集技術の開発. (2017)
  • 著者名/発表者名: 本庶仁子, 一戸辰夫.
  • 雑誌名: 無菌生物. 巻: 47 ページ: 68-69
  • 査読あり
• [学会発表] T-cell receptor gene editing by transcription activator-like effector nuclease (TALEN) as a novel tool for adoptive T-cell immunotherapy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuko Honjo, Takahiko Miyama, Takakazu Kawase, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Tatsuo Ichinohe.
  • 学会等名: The 19th International Symposium on Gnotobiology
  • 国際学会
• [学会発表] Next-generation sequencing-based immunobioinformatics: toward a comprehensive understanding of the human immune system. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuo Ichinohe.
  • 学会等名: The 19th International Symposium on Gnotobiology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Landscape of immune reconstitution after allogeneic hematopoietic cell transplantation is superdominated by distinct T cell populations bearing T-cell receptor clonotypes shared among different individuals. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiko Miyama, Takakazu Kawase, Yasuko Honjo, Kazutaka Kitaura, Tadasu Shin-I, Ryuji Suzuki, Tatsuo Ichinohe.
  • 学会等名: 59th Annual Meeting of the American Society of Hematology
  • 国際学会
• [備考] ウイルスに対する反応性が高いＴ細胞は「共有Ｔ細胞レセプター」を利用していることを解明しました
  • URL: https://www.hiroshima-u.ac.jp/rbm/news/40259
• [産業財産権] Platinum TALENを用いたT細胞受容体の完全置換技術 (2017)
  • 発明者名: 一戸辰夫、山本 卓、佐久間哲史、本庶仁子、他３名
  • 権利者名: 一戸辰夫、山本 卓、佐久間哲史、本庶仁子、他３名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2017-197010
• [産業財産権] エフェクターT細胞(Teff)抗原受容体を用いた抗原特異的制御性T 細胞(Treg)の作出技術 (2017)
  • 発明者名: 一戸辰夫、山本 卓、佐久間哲史、本庶仁子、他３名
  • 権利者名: 一戸辰夫、山本 卓、佐久間哲史、本庶仁子、他３名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2017-197010