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2017 年度 実施状況報告書

難治性肺線維症における組織局在性記憶CD4 T細胞の病態制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K08876
研究機関千葉大学

研究代表者

平原 潔  千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (00707193)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード真菌感染症 / アスペルギルス / 肺線維化 / CD4組織局在性記憶 / CD103 / Foxp3 / RNA-Seq
研究実績の概要

我々が独自に開発した真菌(アスペルギルス)抗原の長期間反復暴露による慢性気道炎症のマウスモデルを用いて、肺内で誘導される2種類のCD4 組織局在性記憶(Tissue Resident memory T; TRM)細胞による肺線維化の病態制御について解析を進めている。
(1-1) CD103hiおよびCD103lowの2種類のCD4 TRM細胞は、それぞれ全く異なる遺伝子発現パターンを有することが、RNA-Seqを用いた遺伝子発現解析の結果から明らかになった。さらに、それぞれの細胞集団が異なる機能を有することを転写因子、サイトカインの発現を解析したFACSの結果から明らかにした。また、CD4 TRM細胞の組織常在性について、FTY投与およびparabiosisを用いた実験系で検証した。
(1-2) DREGマウス(Foxp3発現細胞特異的にジフテリアトキシン受容体を発現したマウス; ジフテリアトキシンの投与によりFoxp3陽性細胞の除去が可能)を用いて、慢性気道炎症誘導時にFoxp3を高発現するCD103hiのCD4 TRM細胞を特異的に除去した。その結果、アスペルギルス抗原暴露によって誘導される慢性気道炎症が著明に増悪し、線維化が亢進することが明らかになった。
(1-3) CD103hiおよびCD103lowの2種類のCD4 TRM細胞を用いたRNA-Seq解析の結果、CD103hi CD4 TRM細胞とCD103low CD4 TRM細胞の誘導には、それぞれ異なるシグナル伝達物質が深く関与していることが明らかになった。現在、それぞれのシグナル伝達物質の遺伝子改変マウスを用いた実験を行なっている。

現在までの達成度 (区分)
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

本申請研究では、現在は根治療法のない肺線維症の病態解明をめざし、慢性炎症で肺組織内に誘導されるCD4 組織局在性記憶(Tissue Resident memory T; TRM)細胞による肺線維化の病態制御機構を分子・細胞・個体レベルで明らかにすることを目的に研究を行なっている。
今年度は、DREGマウス(Foxp3発現細胞特異的にジフテリアトキシン受容体を発現したマウス; ジフテリアトキシンの投与によりFoxp3陽性細胞の除去が可能)を用いて、慢性気道炎症誘導時にFoxp3を高発現するCD103hiのCD4 TRM細胞を特異的に除去し、アスペルギルス抗原暴露によって誘導される慢性気道炎症が著明に増悪し、線維化が亢進することを明らかにした。この結果は、CD103hi CD4 TRM細胞が、免疫応答を抑制性に制御する機能を有する可能性があることを示唆している。さらに、CD103hiおよびCD103lowの2種類のCD4 TRM細胞を用いたRNA-Seq解析の結果、CD103hi CD4 TRM細胞とCD103low CD4 TRM細胞の誘導には、それぞれ異なるシグナル伝達物質が深く関与していることが明らかになった。それぞれの遺伝子を欠損した遺伝子改変マウスを用いたin vivoの実験の結果からCD103low CD4 TRM細胞は、線維化を伴った気道炎症を惹起する一方、CD103hi CD4 TRM細胞は、炎症を抑制することが明らかになった。現在、以上の結果をまとめて論文投稿準備中である。以上、着実な研究進展が認められており、おおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

CD103hiおよびCD103lowの2種類のCD4 TRM細胞について、詳細な解析を進める。具体的には、これらのCD4 TRM細胞の組織常在性について、(1)Parabiosis(並体結合)の実験による解析、(2)FTY720(リンパ球の血中への移行を阻害する薬剤)を用いた実験による解析を行う。さらに、CD103hiおよびCD103lowの2種類のCD4 TRM細胞について、遺伝子発現パターンの違いを誘導する分子機序について、エピゲノムに着目して、ATAC-Seqを行う。これらの解析の他に、CD4 TRM細胞による肺線維化誘導の機能分子を同定する。
(1-1)CD69陽性CD103陰性CD4 TRM細胞の産生するIL-13の肺繊維化への寄与について、抗IL-13中和抗体の投与実験およびIL-13遺伝子欠損マウス、STAT6遺伝子欠損マウスを用いた実験を行い解析する。
(1-2)2種類のCD4 TRM細胞の遺伝子発現のRNA-Seq解析の詳細な検討から肺線維化を誘導する機能候補分子を同定する。また、肺線維症患者の肺組織での組織局在記憶CD4 T細胞の病態制御機構を解明するため、マウスでの実験結果に基づいて以下の解析を行う。
(2-1)診断・治療目的で採取した肺線維症患者の肺組織を用いて、多重染色法と共焦点レーザー顕微鏡、超解像度顕微鏡による組織局在性記憶CD4 T細胞の同定および周辺構造との連関解析を行う。
(2-2)肺線維症患者の肺組織から単離した組織局在性記憶CD4 T細胞の特徴的遺伝子群をRNA-Seq法を用いて解析する。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Maintenance of memory-type pathogenic Th2 cells in the pathophysiology of chronic airway inflammation2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara K, Shinoda K, Endo Y, Ichikawa T, Nakayama T.
    • 雑誌名

      Inflammation and Regeneration 2018

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The pathogenicity of IL-33 on steroid-resistant eosinophilic inflammation via the activation of memory-type ST2+CD4+ T cells2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara K, Mato N, Hagiwara K, Nakayama T.
    • 雑誌名

      J Leukoc Biol.

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pathogenicity of memory Th2 cells is linked to stage of allergic rhinitis2018

    • 著者名/発表者名
      Iinuma T.、Okamoto Y.、Morimoto Y.、Arai T.、Sakurai T.、Yonekura S.、Sakurai D.、Hirahara K.、Nakayama T.
    • 雑誌名

      Allergy

      巻: 73 ページ: 479~489

    • DOI

      10.1111/all.13295

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A T cell-specific deletion of HDAC1 protects against experimental autoimmune encephalomyelitis2018

    • 著者名/発表者名
      Goschl L, Preglej T, Hamminger P, Bonelli M, Andersen L, Boucherron N, Gulich A, Muller L, Saferding V, Mufazolov AI, Hirahara K, Seiser C, Matthias P, Penz T, Schuster M, Bock C, Waisman A, Steiner G, Ellmeier W.
    • 雑誌名

      J Autoimmun

      巻: 86 ページ: 51~61

    • DOI

      10.1016/j.jaut.2017.09.008

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anti-tumor immunity via the superoxide-eosinophil axis induced by a lipophilic component of Mycobacterium lipomannan2017

    • 著者名/発表者名
      Ito Toshihiro、Hirahara Kiyoshi、Onodera Atsushi、Koyama-Nasu Ryo、Yano Ikuya、Nakayama Toshinori
    • 雑誌名

      Int. Immunol

      巻: 29 ページ: 411~421

    • DOI

      10.1093/intimm/dxx051

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Menin Controls the Memory Th2 Cell Function by Maintaining the Epigenetic Integrity of Th2 Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Onodera Atsushi、Kiuchi Masahiro、Kokubo Kota、Kato Miki、Ogino Tomohiro、Horiuchi Shu、Kanai Urara、Hirahara Kiyoshi、Nakayama Toshinori
    • 雑誌名

      J Immunol

      巻: 199 ページ: 1153~1162

    • DOI

      10.4049/jimmunol.1602129

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Memory-type ST2+CD4+ T cells participate in the steroid-resistant pathology of eosinophilic pneumonia2017

    • 著者名/発表者名
      Mato Naoko、Hirahara Kiyoshi、Ichikawa Tomomi、Kumagai Jin、Nakayama Masayuki、Yamasawa Hideaki、Bando Masashi、Hagiwara Koichi、Sugiyama Yukihiko、Nakayama Toshinori
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06962-x

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Transcription Factor T-bet Limits Amplification of Type I IFN Transcriptome and Circuitry in T Helper 1 Cells2017

    • 著者名/発表者名
      Iwata Shigeru、Mikami Yohei、Sun Hong-Wei、Brooks Stephen R.、Jankovic Dragana、Hirahara Kiyoshi、Onodera Atsushi、Shih Han-Yu、Kawabe Takeshi、Jiang Kan、Nakayama Toshinori、Sher Alan、O’Shea John J.、Davis Fred P.、Kanno Yuka
    • 雑誌名

      Immunity

      巻: 46 ページ: 983~991.e4

    • DOI

      10.1016/j.immuni.2017.05.005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Epigenetic regulation of T-helper cell differentiation, memory, and plasticity in allergic asthma2017

    • 著者名/発表者名
      Tumes Damon J.、Papadopoulos Magdalene、Endo Yusuke、Onodera Atsushi、Hirahara Kiyoshi、Nakayama Toshinori
    • 雑誌名

      Immunol. Rev

      巻: 278 ページ: 8~19

    • DOI

      10.1111/imr.12560

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Maintenance of pathogenic Th2 cells in allergic disorders2017

    • 著者名/発表者名
      Shinoda K, Hirahara K, Nakayama T.
    • 雑誌名

      Allergol. Int.

      巻: 66 ページ: 369-376

    • DOI

      10.1016/j.alit.2017.03.005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Th2 Cells in Health and Disease2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Toshinori、Hirahara Kiyoshi、Onodera Atsushi、Endo Yusuke、Hosokawa Hiroyuki、Shinoda Kenta、Tumes Damon J.、Okamoto Yoshitaka
    • 雑誌名

      Annu. Rev. Immunol

      巻: 35 ページ: 53~84

    • DOI

      10.1146/annurev-immunol-051116-052350

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Pathogenic Th population disease induction model: From the recruitment of eosinophils to the induction of fibrosis2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara K
    • 学会等名
      The 2nd Chiba University-UC San Diego Symposium “Mucosal Immunology, Allergy and Vaccine”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Memory-type CD62LlowCD44hi ST2+CD4+ T cells contribute to the steroid-resistant pathology of eosinophilic pneumonia2018

    • 著者名/発表者名
      Hirahara K, Mato N, Ichikawa T, Kumagai J, Nakayama M, Yamasawa H, Bando M, Hagiwara K, Sugiyama Y, Nakayama T
    • 学会等名
      Keystone Symposia Immunological Memory (X1)
    • 国際学会
  • [学会発表] 記憶型ヘルパーT細胞の多様性・可塑性: -慢性気道炎症における記憶型病原性Th2(Tpath2)細胞の役割-2017

    • 著者名/発表者名
      平原潔, 小野寺淳, 森本侑樹, 間藤尚子
    • 学会等名
      Legend Seminar 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] 免疫記憶の最新知見: -記憶型T細胞の研究最前線2017

    • 著者名/発表者名
      平原潔, 小野寺淳, 森本侑樹, 間藤尚子
    • 学会等名
      Legend Seminar 2017
    • 招待講演
  • [学会発表] Memory-type ST2+CD4+ T cells participate in the steroid-resistant pathology of eosinophilic pneumonia2017

    • 著者名/発表者名
      Hirahara K, Mato N, Ichikawa T, Kumagai J, Nakayama M, Yamasawa H, Bando M, Hagiwara K, Sugiyama Y, Nakayama T.
    • 学会等名
      The 5th Annual Meeting of the International Cytokine and Interferon Society
    • 国際学会
  • [学会発表] 肺バリア障害における記憶型病原性Th2(Tpath2)細胞の役割2017

    • 著者名/発表者名
      平原潔、中山俊憲
    • 学会等名
      第66回日本アレルギー学会
    • 招待講演
  • [備考] 千葉大学大学院医学研究院免疫発生学

    • URL

      http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/meneki/

  • [産業財産権] 細胞外基質の産生抑制剤及びその使用2017

    • 発明者名
      森本侑樹、中山俊憲、岡本美孝、平原潔
    • 権利者名
      千葉大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-176017

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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