2020 年度実施状況報告書

肝糖新生におけるType2 Innate Lymphoid Cellの役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号	19K08972
研究機関	千葉大学
研究代表者	藤本真徳千葉大学, 医学部附属病院, 特任助教 (60835081)
研究分担者	田中知明千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299) 永野秀和千葉大学, 大学院医学研究院, 特任講師 (60788876) 横山真隆千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (20514871) 橋本直子千葉大学, 大学院医学研究院, 特任助教 (10724875)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード	ILC2 / IL33 / GATA3 / 血糖 / 肝糖新生
研究実績の概要	新規免疫細胞である2型自然リンパ球(ILC2)は、脂肪組織において白色脂肪を褐色化させることが報告され、その糖代謝改善作用が注目されている。しかし、肝臓などインスリン標的臓器におけるILC2の役割は明らかでない。申請者は、これまでにマウスより肝臓特異的なILC2の同定/単離に成功し、肝臓ILC2がIL-13を介して強力な糖新生抑制作用を発揮することや、肝臓ILC2から分泌されるIL-13がヒト肝細胞においても直接糖新生を抑制することを見出した。本研究では、肝臓ILC2/IL-13による糖代謝制御機構を解明するために、シグナル依存的GATA3転写複合体機能のメカニズムを明らかにすることを目的とする。肥満や糖尿病などの生活習慣病との関わりの中で、肝臓ILC2を標的とした細胞種特異的GATA3制御シグナルの解明することで、新規糖尿病治療シーズの探索へと発展させることを目指す。本研究において、FACSでsortしたILC2のomics解析による、肝臓ILC2における活性化の分子メカニズムの解明を目指している。本年度の大きく進展した点は、single cell RNA-seqの実験系を確立し、ILC2、Primary hepatocyteに解析を応用した点である。ILC2の遺伝子発現を一細胞ごとに評価することで、組織ILC2の多様性を詳しくとらえることができるようになった。また、Primary hepatocyteのsingle cell RNA-seqからは、IL33による肝糖新生抑制作用をより詳細に検討することができた。特筆すべき点として、hepatocyteが一様な集団ではなく、細胞ごとに代謝の役割が異なる集団であることがsingle cell RNA-seqにより明らかになった。
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これまで肝臓ILC2、比較対象としての肺ILC2、脾臓ILC2のFACSによるsort条件の確立してきた。さらにそこから、ATAC-seq、RNA-seq、GATA3-ChIP-seqを条件検討のうえ行った。我々はGATA3の肝臓ILC2におけるシグナル制御機構に関心を持っており、前述の3者の情報を統合的に解釈した。さらに、培養した肝臓ILC2のGATA3-IP/MASSを行い、複合体解析もあわせて行った。解析に際しても共同研究者とともに、全体の論文の流れを踏まえたうえで、解析の方向性、解釈についてdiscussionとdata解釈を重ねた。なお、single cell RNA-seqの実験系によりより高解像度で細胞の遺伝子発現特性が明らかとなった。情報解析には、Linuxによる遺伝子発現のmappingや、発現データのR packageを用いた解析など、informaticsの側面もあるが、学習をすすめスムーズに解析を実践することができており、必要に応じて情報解析の専門家の助言を得る体制も整っている。
今後の研究の推進方策	肝臓ILC2が肝糖新生を抑制する、ということが、複数の実験系により裏付けられてきた。また、詳細なomics解析により、精度の高い情報が得られてきた。これまでに得たデータをまとめ、今年度中に論文を英文誌に投稿し、査読、受理を目指す。内部査読として、免疫の専門家、single cell RNAseq解析の専門家、ほか生理学者など各分野の専門家の意見を投稿前に伺う。各分野の研究者の意見を踏まえて、投稿と並行して必要な追加実験を行っていく。また、査読で求められた追加実験についても、必要に応じて、共同研究者の協力を仰ぐ。single cell RNA-seqのあらたな解析系として、multiomeすなわちsingle cell levelでのRNA-seq、ATAC-seqの統合解析の実験系を予定している。投稿後にmultiomeの条件検討を開始、reviseの途中に必要に応じて追加データとしてくみこむことを検討する。