ヒト化マウスを用いたアトピー性皮膚炎モデルの開発と好酸球標的医薬への応用

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K06477
• 研究機関: 公益財団法人実験動物中央研究所
• 研究代表者: 伊藤 亮治 公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物応用研究部, 室長 (60425436)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ヒト化マウス / アレルギー性皮膚炎 / 好酸球

研究実績の概要

研究代表者は、これまでにヒトIL-3とGM-CSFを導入したダブルトランスジェニックNOGマウス（IL-3/GM-CSF Tgマウス）を開発し、ヒト造血幹細胞移植後にT細胞、B細胞、マクロファージ、樹状細胞に加えてマスト細胞や好塩基球などのアレルギー関連免疫細胞が分化成熟し、アレルゲン特異的IgE抗体とアレルゲンの投与により生体内脱顆粒を伴うアレルギー応答が惹起されることを見出した。さらにこのIL-3/GM-CSF TgマウスとヒトIL-5 Tgマウスを掛け合わせたIL-3/GM-CSF/IL-5 Tgマウスを作製し、IL-33の気管内投与により好酸球性気管支喘息モデルを作製した。本研究ではこのIL-3/GM-CSF/IL-5 Tgマウスを用い、IL-33皮下投与によるアトピー性皮膚炎モデルを作出し、これら病態におけるヒト好酸球の動態について解析する。今年度は、IL-3/GM-CSF/IL-5 Tgマウスへ、オキサゾン塗布またはIL-33を皮内投与し、皮膚炎症状や浸潤ヒト細胞の解析を行った。昨年度に実施したIL-3/GM-CSF Tgマウスと同様に、IL-3/GM-CSF/IL-5 Tgマウスのオキサゾロン塗布部位においても溶媒塗布部位と比べて表皮の肥厚および、ヒトT細胞の浸潤が認められた。一方でヒト好酸球については、若干の浸潤が認められたものの、コントロールとほぼ同程度であった。また、IL-33の皮内投与により好酸球浸潤の誘導を試みたが、現在のところ好酸球浸潤の亢進は認められておらず、コントロールマウスと同程度であった。次年度はIL-33投与条件の検討を行い、並行して新たなマウス系統を用いた皮膚炎モデルの構築を試みる。

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

今年度は、計画通りIL-3/GM-CSF/IL-5 Tgマウスへのオキサゾロン塗布とIL-33投与実験を実施した。好酸球の誘導が十分ではなく、課題は残るものの、皮膚炎病態の再現を含めて次年度に向けて一定の成果は得られており、新たなヒト化モデルの実現が期待できる。

今後の研究の推進方策

引き続きIL-3/GM-CSF/IL-5 Tgマウスを用いた皮膚炎モデルを検討するが、より安定的で効果的なモデルの開発を並行して実施したいと考えている。現在新たなNOGマウス系統の樹立を行なっており、次年度以降にヒト化と皮膚炎の誘導試験を開始する予定。

次年度使用額が生じた理由

室員の退職により、今年度予定していたいくつかの実験ができず、次年度に実施する予定である。そのため、ヒト化マウス作製にかかる費用分を次年度に繰り越すこととした。

研究成果

• [雑誌論文] Eliminating chronic myeloid leukemia stem cells by IRAK1/4 inhibitors (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Yosuke, Takeda Reina、Fukushima Tsuyoshi、Mikami Keiko、Tsuchiya Shun、Tamura Moe、Adachi Keito、Umemoto Terumasa、Asada Shuhei、Watanabe Naoki、Morishita Soji、Imai Misa、Nagata Masayoshi、Araki Marito、Takizawa Hitoshi、Fukuyama Tomofusa, Ito Ryoji、Goyama Susumu、Komatsu Norio、Takaku Tomoiku、Kitamura Toshio
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 ページ: 271
  • DOI: 10.1038/s41467-021-27928-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a novel humanized mouse model for improved evaluation of in vivo anti-cancer effects of anti-PD-1 antibody (2021)
  • 著者名/発表者名: Katano Ikumi、Hanazawa Asami、Otsuka Iyo、Yamaguchi Takuya、Mochizuki Misa、Kawai Kenji、Ito Ryoji、Goto Motohito、Kagawa Takahiro、Takahashi Takeshi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 21087
  • DOI: 10.1038/s41598-021-00641-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of Novel Human Red Blood Cell-Bearing Humanized Mouse Models Based on C3-Deficient NOG Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Takuya、Katano Ikumi、Otsuka Iyo、Ito Ryoji、Mochizuki Misa、Goto Motohito、Takahashi Takeshi
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 12 ページ: 671648
  • DOI: 10.3389/fimmu.2021.671648
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HER2-antigen-specific humoral immune response in breast cancer lymphocytes transplanted in hu-PBL hIL-4 NOG mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohno Yusuke、Ohshima Shino、Miyamoto Asuka、Kametani Fuyuki、Ito Ryoji、Tsuda Banri、Kasama Yukie、Nakada Shunsuke、Kashiwagi Hirofumi、Seki Toshiro、Yasuda Atsushi、Ando Kiyoshi、Ito Mamoru、Tokuda Yutaka、Kametani Yoshie
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 12798
  • DOI: 10.1038/s41598-021-92311-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of an integrated automated embryonic manipulation system for producing genetically modified mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Tomoo Eto, Hiroki Ueda, Ryoji Ito, Tsukasa Takahashi, Toshiaki Watanabe, Motohito Goto, Yusuke Sotomaru, Nobuaki Tanaka, Riichi Takahashi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 11770
  • DOI: 10.1038/s41598-021-91148-9.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of hypoimmunogenic T cells from genetically engineered allogeneic human induced pluripotent stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Wang B, Iriguchi S, Waseda M, Ueda N, Ueda T, Xu H, Minagawa A, Ishikawa A, Yano H, Ishi T, Ito R, Goto M, Takahashi R, Uemura Y, Hotta A, Kaneko S.
  • 雑誌名: Nature Biomedical Engineering 巻: 5 ページ: 429-440
  • DOI: 10.1038/s41551-021-00730-z.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ヒト化マウスを用いたアレルギー疾患解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 伊藤亮治
  • 雑誌名: 臨床免疫アレルギー科 巻: 76 ページ: 229-234
  • 査読あり