宇宙実験と地上実験による宇宙免疫学の創成

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19537
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 村上 正晃 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (00250514)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: ゲートウェイ反射 / 炎症アンプ / 重力

研究実績の概要

地球の重力は我々地上の生物にとって避けられない刺激であり、進化的にも保存された何らかの免疫学的な応答機構が存在する可能性が高い。これらを解明することは、重力という環境要因が我々の健康へどのように関連するのかを探索すること、また、将来的に宇宙開発を進める点でも重要な意義をもつ。我々は2012年に、重力刺激が局所神経の活性化を誘導し、特定血管に変容をもたらすことで末梢結中の免疫細胞の中枢への侵入口を形成する「ゲートウェイ反射」を明らかにした。本研究では重力と炎症性疾患との関係を宇宙実験および方法論的に確立した地上実験との組み合わせで明らかとし、宇宙免疫学の研究領域を切り開くことを目的としている。今年度は国際宇宙ステーション「きぼう」内での微小重力下での実験を可能にするため、JAXAと共同でファージビリティスタディを行ってきた。通常、病原性T細胞は中枢神経系抗原を免疫したマウスから実験を行うたびに培養および単離を行うが、ロケットの打ち上げは度々スケジュール変更が行われるため、病原性T細胞のクローン樹立を行い、スケジュール変更に対応可能にした。宇宙に打ち上げられたマウスは海に着水後、解析までには２日ほど時間を要し、その間は1Gに晒される。そこで、地上にてマウスの尾部懸垂モデルを用いて、このタイムラグが生じてもゲートの位置が持続するかを検討したところ、長寿命のMHCクラスII高発現モノサイトを指標とすることで、ゲート位置の痕跡が検出でき、少なくとも数日間のタイムラグは解析に影響しないことが分かった。さらに、打ち上げや帰還時などの過重力や衝撃によってもゲート位置には大きな影響が無いことが分かり、ファージビリティスタディは順調に進んでいる。

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

平成29年度の研究実施計画どおりに研究が遂行されているため。

今後の研究の推進方策

今年度の進捗が順調であったことから、これまでと同様に計画に沿って研究を推進していく予定である。

次年度使用額が生じた理由

（理由）
計画が順調に推移しており、もともと予算が低かった最終年度に繰り越したほうがより研究が促進すると判断したため。
（使用計画）
従来の計画に加え、地上での０Gおよび２G重力下での細胞培養を再現できる装置を用いてサイトカイン刺激後の細胞応答の変化を遺伝子発現の網羅的解析やエピジェネテヒクス解析を含め詳細に検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Recent advances in neuroimmune interactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Murakami, M.
  • 雑誌名: Clin Exp Neuroimmunol. 巻: 8 ページ: 3-4
  • DOI: 10.1111/cen3.12382
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] EAE Induction by Passive Transfer of MOG-specific CD4+ T Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., Y. Arima, K. Higuchi, T. Ohki, M. Elfeky, M. Ota, D. Kamimura and M. Murakami.
  • 雑誌名: Bio-protocol. 巻: 7(13) ページ: 1-13
  • DOI: 10.21769/BioProtoc.2370
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Targeting molecules involved in immune cell trafficking to the central nervous system for therapy in multiple sclerosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Elfeky, M., D. Kamimura, Y. Arima, M. Murakami and L. Steinman.
  • 雑誌名: Clin Exp Neuroimmunol. 巻: 8(3) ページ: 183-191
  • DOI: 10.1111/cen3.12399
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Brain micro-inflammation at specific vessels dysregulates organ-homeostasis via the activation of a new neural circuit. (2017)
  • 著者名/発表者名: Arima, Y., T. Ohki, N. Nishikawa, K. Higuchi, M. Ota, Y. Tanaka, J. Nio-Kobayashi, M. Elfeky, R. Sakai, Y. Mori, T. Kawamoto, A. Stofkova, Y. Sakashita, Y. Morimoto, M. Kuwatani, T. Iwanaga, Y. Yoshioka, N. Sakamoto, A. Yoshimura, M. Takiguchi, S. Sakoda, M. Prinz, D. Kamimura, M. Murakami.
  • 雑誌名: eLife 巻: 6:e25517 ページ: 1-27
  • DOI: 10.7554/eLife.25517
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The gateway reflex, a novel neuro-immune interaction for the regulation of regional vessels. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y., Y. Arima, D. Kamimura, and M. Murakami.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 8 ページ: 1-9
  • DOI: 10.3389/fimmu.2017.01321
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rbm10 regulates inflammation development via alternative splicing of Dnmt3b. (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsumi, T.*, H. Suzuki*, J-J. Jiang* (* equal contribution), Y. Okuyama, I. Nakagawa, M. Ota, Y. Tanaka, T. Ohki, K. Katsunuma, K. Nakajima, Y. Hasegawa, O. Ohara, H. Ogura, Y. Arima, D. Kamimura, and M. Murakami.
  • 雑誌名: Int Immunol. 巻: 29(12) ページ: 581-591
  • DOI: 10.1093/intimm/dxx067
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 微生物の中枢神経系への侵入経路およびその分子機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 公益財団法人発酵研究所 第11回助成研究報告会
• [学会発表] 新しい神経―免疫系連関のコンセプト「ゲートウェイ反射」とは? (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 第28回日本生体防御学会学術総会(招待講演)
  • 招待講演
• [学会発表] Gateway reflexes, a new paradigm of neuro-immune crosstalk (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: GI-CoRE GSQ, GSB, & IGM JOINT SYMPOSIUM: Quantum, Informatics, Biology, & Medicine
• [学会発表] ゲートウェイ反射による炎症性疾患の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 日本筋学会第3回学術集会(招待講演)
  • 招待講演
• [学会発表] 新しい神経- 免疫のクロストーク:ゲートウェイ反射による疾患抑制 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: TEN TOPICS IN RHEUMATOLOGY2017
• [学会発表] Gateway Reflex, a new paradigm of neuro-immune crosstalk (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: AMED-ライプニッツ協会主催国際ワークショップ The German-Japan joint workshop on Neuroimmnology(招待講演)(国際学会)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ゲートウェイ反射による慢性炎症および臓器の機能連関の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 第97回北海道医学大会病理系分科会(第50回北海道病理談話会)(招待講演)
  • 招待講演
• [学会発表] “病は気から”の分子メカニズム キラーストレスはどのようにして消化管疾患や突然死を もたらすか? (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 第72回日本大腸肛門病学会学術集会
• [学会発表] Gateway Reflex, a New Concept of Neuroimmunology (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 第46回日本免疫学会学術集会(招待講演)
  • 招待講演
• [学会発表] Gateway Reflex, a Novel Concept of Neuro-Immune Cross Talk (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] Gateway Reflex, a New Concept in Neuroimmunology (2017)
  • 著者名/発表者名: 村上正晃
  • 学会等名: nternational Symposium on Geriatrics and Gerontology (ISGG)(招待講演)
  • 招待講演