樹状細胞を標的とした全身性エリテマトーデス新規創薬研究

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K09971
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 庄田 宏文 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (20529036)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: iPS細胞 / 樹状細胞 / 全身性エリテマトーデス / PADI4 / 好中球

研究実績の概要

induced pluripotent stem cell(iPSC)を用いた全身性エリテマトーデス(SLE)の病態解明及び新規治療法の開発を目的とした研究を進めた。iPSCをintereferon(IFN)高産生CD123+樹状細胞(DC)へと分化させるプロトコールを確立した。また、このCD123+DCの分化にはTLR signal, IFN signal, mTOR signalがそれぞれ必須であることを薬剤による阻害実験で確認した。また、ゲノム編集によりSLE risk variant(IFIH1)変異をiPSCに導入することで、risk variant dependentなIFN産生、細胞死（アポトーシス）の増加、ミトコンドリア代謝の亢進を認めた。メトホルミンによるミトコンドリア代謝の阻害により、細胞死が軽減することを確認した。CD123+DCのRNAseqによるtranscriptome解析では、risk variant dependentなIFN signature geneの強い発現亢進を認めた。
PADI4 KOマウスにおけるimiquimod(IMQ)塗布SLEモデルでは、腎炎の軽減を認めたが、血清dsDNA抗体値、腎臓における免疫複合体沈着にはWT, KOで差がみられなかった。一方で腎臓への好中球浸潤がKOで減少し、in vivoの移入実験でもPADI4 KO好中球の腎への遊走低下がみられた。PADI4 KO好中球のRNAseqによるtranscriptome解析ではR848刺激後のFos発現低下、MAPK pathwayの低下がみられ、in vivoの現象の理由と考えられた。これらの解析結果からはPADI4はSLEの新規治療標的と考えられ、好中球の炎症局所への遊走抑制がSLEの有効な治療戦略となる可能性が示唆された。

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

iPSCのゲノム編集が順調に進んだため、当初の予定通り機能解析、遺伝子発現解析を十分に進めることができた。PADI4 KOマウスについては、当初予定していた実験はほぼ終了し、論文作成準備中となっている。

今後の研究の推進方策

ゲノム編集したiPSC由来CD123+DCを用いたSLE治療標的の同定を推進する。具体的にはRNAseqのデータ解析を進め、hubとなる遺伝子について、ゲノム編集またはshRNAによる抑制実験を行い、IFN産生の抑制が可能かを検討する。またゲノム編集後のiPSC由来CD123+DCにc-myc遺伝子を導入することで細胞株化を行い、より詳細な解析と薬剤スクリーニングを行うことができる系を確立することを目標とする。
これらの検証の結果同定された治療標的について、マウスモデルを用いたSLE治療実験を行い、有効性、in vivoにおける作用機序の検討を行う。
PADI4 KOマウスについては論文発表をめざす。

次年度使用額が生じた理由

出張旅費に関する支出を他財源から行ったため、予算残額が発生した。引き続き本年度の出張旅費として必要額の使用を予定する

研究成果

• [雑誌論文] .Polygenic burdens on cell-specific pathways underlie the risk of rheumatoid arthritis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishigaki K, Kochi Y, Suzuki A, Tsuchida Y, Tsuchiya H, Sumitomo S, Yamaguchi K, Nagafuchi Y, Nakachi S, Kato R, Sakurai K, Shoda H, Ikari K, Taniguchi A, Yamanaka H, Miya F, Tsunoda T, Okada Y, Momozawa Y, Kamatani Y, Yamada R, Kubo M, Fujio K, Yamamoto K.
  • 雑誌名: Nat Genet. 巻: 49 ページ: 1120-1125
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Increased serum concentrations of IL-1 beta, IL-21 and Th17 cells in overweight patients with rheumatoid arthritis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoda H, Nagafuchi Y, Tsuchida Y, Sakurai K, Sumitomo S, Fujio K, Yamamoto K.
  • 雑誌名: Arthritis Res Ther. 巻: 19 ページ: 111
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Effects of peptidylarginine deiminase inhibition in imiquimod-induced lupus-like model mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: 花田 徳大、庄田 宏文、駒井 俊彦、岡村 僚久、藤尾 圭志、山本 一彦.
  • 学会等名: 第61回日本リウマチ学会総会
• [学会発表] Immunological phenotyping of obese patients with rheumatoid arthritis (2017)
  • 著者名/発表者名: 庄田 宏文、永渕 泰雄、土田 優美、櫻井 恵一、住友 秀次、藤尾 圭志、山本 一彦.
  • 学会等名: 第61回日本リウマチ学会総会
• [学会発表] Characterization of immune cells differentiated from SLE patient-derived Induced Pluripotent Stem Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏本 文輝、庄田 宏文、林 煥庭、頼 貞儀、石垣 和慶、高地 雄太、藤尾 圭志、大津 真、山本 一彦.
  • 学会等名: 第61回日本リウマチ学会総会
• [学会発表] 全身性エリテマトーデス(SLE)疾患特異的iPS細胞を用いたSLE病態解明研究. (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏本 文輝、庄田 宏文、林 煥庭、頼 貞儀、永渕 泰雄、石垣 和慶、高地 雄太、大津 真、山本 一彦、藤尾 圭志.
  • 学会等名: 第38回炎症・再生医学会
• [学会発表] Peptidylarginine deiminase 4欠損がImiquimod誘発ループスモデルマウスにおける病態を改善させる. (2017)
  • 著者名/発表者名: 花田 徳大、庄田 宏文、駒井 俊彦、岡村 僚久、鈴木 亜香里、山本 一彦、藤尾 圭志.
  • 学会等名: 第45回日本臨床免疫学会
• [学会発表] 全身性エリテマトーデス(SLE)疾患特異的iPS細胞を用いたSLE病態解明研究. (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏本 文輝、庄田 宏文、林 煥庭、頼 貞儀、永渕 泰雄、石垣 和慶、高地 雄太、大津 真、山本 一彦、藤尾 圭志.
  • 学会等名: 第45回日本臨床免疫学会
• [学会発表] The effects of peptidylarginine deiminase 4 in imiquimod-induced lupus model mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: 花田 徳大、庄田 宏文、駒井 俊彦、岡村 僚久、鈴木 亜香里、山本 一彦、藤尾 圭志.
  • 学会等名: 第46回日本免疫学会総会
• [学会発表] Pathophysiological analysis of systemic lupus erythematosus (SLE) using patient-derived induced pluripotent stem cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: 夏本 文輝、庄田 宏文、林 煥庭、頼 貞儀、永渕 泰雄、石垣 和慶、高地 雄太、山本 一彦、大津 真、藤尾 圭志
  • 学会等名: 第46回日本免疫学会総会
• [学会発表] The role of PADs in rheumatoid arthritis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Shoda
  • 学会等名: International forum for RA
  • 招待講演