iPS細胞による自己免疫疾患病態解明と新規創薬戦略の創出

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08800
• 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): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 全身性エリテマトーデス / iPS細胞 / インターフェロン / 樹状細胞

研究実績の概要

疾患特異的iPS細胞を用いた全身性エリテマトーデス(SLE)病態研究、創薬研究を行っている。姉妹SLE症例から作成したSLE-iPS細胞は、樹状細胞に分化させると健常株と比較してI型interferon (IFN)産生が亢進していた。whole exome analysisを行い、IFNに関連する遺伝子における変異を探索したところ、複数の候補が同定されたが、スクリーニングの結果、機能的変異はOASLにおけるrare variantのみであった。この結果をSLE-iPS細胞株を用いて証明する実験を進めた。OASLはIFN signature gene(ISG)であるが、欠損させるとI型IFNが亢進したことより、negative feedback機構に関与する遺伝子であると考えられた。SLE-iPS細胞株をゲノム編集によりOASL WTに修正することで、dsRNA刺激に対するI型IFN産生が低下したため、SLE-iPS細胞株に存在するOASL variantは、IFNに対する抑制作用を減弱させていると考えられた。
また、iPS細胞を樹状細胞に分化させ、薬剤添加によりI型IFN産生に与える影響を観察することで、薬剤スクリーニングにも使用可能な系であると考えられた。
SLE-iPS細胞株を用いた疾患関連variantsの機能解析を推進するため、データベースで疾患関連のvariantsの検索を行った。SLEのゲノムデータベースを用いた検討では、OASL遺伝子になんらかのrare variantを有する割合は、SLE患者で健常人よりも有意に多く、またこれらのOASL variantsもI型IFN産生亢進に寄与することがわかった。
以上の解析より、OASL rare variantsはSLE患者に集積しており、その機能異常によりI型IFN産生が亢進することがSLE病態形成に関与することが明らかとなった。

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

SLE-iPS細胞を用いた病態解析の系は高い再現性をもって機能している。さらに新規rare variantsの同定と機能解析に進むことができており、順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

OASLによるIFN pathway制御の詳細な機序は明らかではない。OASLと細胞内RNAセンサーとの関連について、詳しい制御メカニズムの解析と、新たなSLE治療標的の同定を予定している。
SLEデータベースから、OASLの他にもSLEと関連があると思われるrare variantsが複数同定されている。今後、SLE-iPS細胞を用いた新規rare variantsの機能解析を進める予定である。
またSLE-iPS細胞から分化させた樹状細胞によるI型IFN産生を標的とした治療薬スクリーニングも進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Integrated bulk and single-cell RNA-sequencing identified disease-relevant monocytes and a gene network module underlying systemic sclerosis. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Nagafuchi Y, Okubo M, Sugimori Y, Shirai H, Hatano H, Junko M, Yanaoka H, Takeshima Y, Ota M, Iwasaki Y, Sumitomo S, Okamura T, Yamamoto K, Shoda H, Fujio K.
  • 雑誌名: Journal of Autoimmunity 巻: 116 ページ: 102547
  • DOI: 10.1016/j.jaut.2020.102547
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decreased peripheral blood memory B cells are associated with the presence of interstitial lung disease in rheumatoid arthritis: a case-control study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T, Nagafuchi Y, Harada H, Tsuchida Y, Tsuchiya H, Hanata N, Tateishi S, Kanda H, Sumitomo S, Shoda H, Yamamoto K, Fujio K.
  • 雑誌名: Mod Rheumatol. 巻: 31 ページ: 127-132
  • DOI: 10.1080/14397595.2020.1719596
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptidylarginine Deiminase 4 Promotes the Renal Infiltration of Neutrophils and Exacerbates the TLR7 Agonist-Induced Lupus Mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hanata N, Shoda H, Hatano H, Nagafuchi Y, Komai T, Okamura T, Suzuki A, Gunarta IK, Yoshioka K, Yamamoto K, Fujio K.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 11 ページ: 1095
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.01095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Elevation of cytomegalovirus antigenemia predicts serious infection and death in patients receiving immunosuppressive therapies for autoimmune diseases. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshihara R, Komai T, Shoda H, Fujio K.
  • 雑誌名: Int J Rheum Dis. 巻: 23 ページ: 1534-1540
  • DOI: 10.1111/1756-185X.13990
  • 査読あり
• [学会発表] 疾患特異的iPS細胞による全身性エリテマトーデス研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 庄田宏文
  • 学会等名: 第48回日本臨床免疫学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Identification and functional analysis of SLE rare variants using patients-derived iPS cells (2020)
  • 著者名/発表者名: 夏本文輝、庄田宏文、藤尾圭志
  • 学会等名: 第64回日本リウマチ学会学術集会