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2017 年度 実績報告書

グルタミン代謝による活性化 T 細胞運命決定機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K19158
研究機関愛媛大学

研究代表者

桑原 誠  愛媛大学, 医学系研究科, 助教 (00568214)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードグルタミン代謝 / Th2 / T 細胞老化 / a-ケトグルタル酸 / H3K27me2/3 / Utx
研究実績の概要

Th2分化を中心に T 細胞運命決定機構におけるグルタミン代謝の役割を解析した。ナイーブ CD4 T 細胞の細胞内グルタミン酸濃度は完全培養培地中のグルタミンに依存して、TCR 刺激 24 時間後に最大値(5.7 nmol/10^6 cells)を示した。また、 IL-4(Th2分化を誘導するサイトカイン)存在下では細胞内グルタミン酸濃度が低下し、a-ケトグルタル酸(a-KG, グルタミン酸代謝産物)やクエン酸サイクル中間体が増加した。したがって、IL-4 によってグルタミン代謝が促進することが示された。グルタミン代謝阻害剤による Th2分化抑制や、低濃度グルタミン培地 (TCR 刺激後、細胞内グルタミン酸が増加しない濃度) における Th2分化の減弱が a-KG により回復したことから、グルタミン代謝は Th2分化を亢進させることがわかった。このメカニズムを解析したことろ、グルタミン-a-KG 経路を介してヒストン H3K27me2/3 (抑制性ヒストンマーク)の脱メチル化酵素 Utx が Th2 サイトカイン遺伝子座のヒストン H3K27me3 を脱メチル化し、Th2 分化が誘導されることが明らかになった。
また、T 細胞老化におけるグルタミン代謝の役割についても検討した。老化 T 細胞モデルとして腫瘍抑制因子 Menin 欠損活性化 T 細胞を用いた解析から、老化 T 細胞ではグルタミン代謝が活性化しており、Utx によりヒストン H3K27me2/3 が脱メチル化されることで、SASP(老化細胞の炎症因子の高分泌現象)が促進することがわかった。
以上の結果から、グルタミン代謝はヒストン H3K27me2/3 の脱メチル化を介して T 細胞運命決定に関与していることが示された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] The critical role of Bach2 in regulating type-2 chronic airway inflammation2018

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Masakatsu、Kuwahara Makoto
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1093/intimm/dxy020

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inflammatory responses induce an identity crisis of alveolar macrophages, leading to pulmonary alveolar proteinosis2017

    • 著者名/発表者名
      Ebina-Shibuya Risa、Matsumoto Mitsuyo、Kuwahara Makoto、Jang Kyoung-Jin、Sugai Manabu、Ito Yoshiaki、Funayama Ryo、Nakayama Keiko、Sato Yuki、Ishii Naoto、Okamura Yasunobu、Kinoshita Kengo、Kometani Kohei、Kurosaki Tomohiro、Muto Akihiko、Ichinose Masakazu、Yamashita Masakatsu、Igarashi Kazuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 ページ: 18098~18112

    • DOI

      10.1074/jbc.M117.808535

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The transcriptional repressor Bach2 regulates differentiation of pathogenic Th2 cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Makoto, Yamashita Masakatsu
    • 学会等名
      第 46 回日本免疫学会総会・学術集会
  • [学会発表] The transcriptional repressor Bach2 controls Th2-type immune response via interaction with Batf.2017

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Makoto, Sawasaki Tatsuya, Yamashita Masakatsu
    • 学会等名
      The 5th Annual Meeting of the International Cytokine and Interferon Society
    • 国際学会
  • [学会発表] Bach2-Batf interactions control Th2-type airway chronic inflammation.2017

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Makoto, Yamashita Masakatsu
    • 学会等名
      The 19th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience Chronic Inflammation -Initiation, Progression and Regulation-

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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