| 研究課題/領域番号 |
21K15421
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| 研究機関 | 東京薬科大学 |
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研究代表者 |
池田 直輝 東京薬科大学, 生命科学部, 嘱託助教 (90825473)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 制御性単球 / 炎症抑制 / 組織修復 |
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| 研究実績の概要 |
組織傷害部位に浸潤した単球由来マクロファージは、炎症期には炎症を惹起する一方で、修復期には炎症抑制および組織修復に寄与する。従来、この修復期のマクロファージは、炎症期に浸潤した単球由来マクロファージが、局所の状況変化に応じて形質を変えたものと考えられてきた。しかし、最近申請者は、この従来の説に反して、組織修復型マクロファージの前駆細胞（制御性単球）が組織傷害の修復期に骨髄で産生されることを明らかにし、異なる単球サブセットを介した新たな組織修復機構の存在を世界に先駆けて示した（Ikeda, et al. Science Immunol, 2018）。本研究は、申請者が同定した制御性単球の分化・作用機序を明らかにすることで、将来的に本単球を標的とした新規治療法の開発につなげることを目的として実施している。
本年度は、制御性単球の分化経路および分化誘導因子、さらにヒト制御性単球の同定を試みた。分化経路を解析するため、フローサイトメトリーを用いたスクリーニング解析と機械学習を組み合わせた骨髄細胞の多次元的解析を行なった。制御性単球の分化誘導因子を同定するため、骨髄系免疫細胞の増殖に関与することが知られているサイトカインをマウスに投与し、2日後の末梢血中の制御性単球の割合をフローサイトメトリーで評価した。さらに、マウス制御性単球の解析により、同単球は好中球に近い遺伝子発現や分化経路を示すことが明らかになったため、好中球マーカーを指標にヒト新規単球を探索した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
・制御性単球分化経路の解明
制御性単球分化経路の解析のため、フローサイトメトリーを用いたスクリーニング解析と機械学習を組み合わせた骨髄細胞の多次元的解析を行なった。その結果、炎症時には制御性単球が好中球系前駆細胞から分化すること、さらに、制御性単球選択的に分化する新しい単球前駆細胞を見つけた。この研究は、制御性単球の分化経路のみならず、前駆細胞も同定できたことから、当初の想定よりも順調に進捗している。
・制御性単球分化誘導因子の解明
制御性単球分化誘導因子の解析のため、骨髄系免疫細胞の増殖に関与することが知られているサイトカインをマウスに投与し、2日後の末梢血中の制御性単球の割合をフローサイトメトリーで評価した。その結果、制御性単球の分化を誘導するサイトカインを同定した。この研究は、当初の想定通りに進捗している。一方で、解析できたサイトカインは限定的だったため、今後はより広範な解析が必要である。
・ヒト制御性単球の探索
マウス制御性単球の解析により、同単球は好中球に近い遺伝子発現や分化経路を示すことが明らかになった。そこで、好中球マーカーを指標にヒト末梢血単球を解析したところ、新規単球サブセットを同定した。そして、これらの単球はT細胞増殖を抑制する免疫抑制型の形質を示すこと、マウス制御性単球と同じサイトカインにより誘導されることを明らかにした。この研究は、ヒト制御性単球の発見に加え、その分化誘導因子も同定できたことから、当初の想定よりも順調に進捗している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も引き続き、本単球を標的とした新規治療法の開発につなげることを目的として、マウス制御性単球の分化機構および分化誘導因子、さらにヒト制御性単球の動態および機能解析を推進する。
制御性単球分化機構の解析では、制御性単球前駆細胞や好中球前駆細胞、顆粒球単球前駆細胞の解析により、制御性単球を特異的に制御する転写因子の同定を目指す。現在、前駆細胞のRNAシーケンス解析を実施し、制御性単球分化を制御する可能性のある転写因子を複数見出している。今後は、これらの転写因子を欠損あるいはノックダウンしたマウスの制御性単球およびその前駆細胞の解析を行う。
分化誘導因子の解析では、疾患モデルにおける制御性単球誘導因子の解析およびそれらの因子を標的とした治療効果の検討を行う。制御性単球は炎症性腸疾患やがん、敗血症などさまざまな疾患で見られる。これらの疾患時の血清をサイトカインアレイで網羅的に解析し、疾患ごとの制御性単球誘導因子を解析する。誘導因子が明らかになった場合は、同因子の投与あるいは中和抗体投与に阻害し、制御性単球の割合および治療効果を検討する。
ヒト制御性単球の解析では、これまでの研究でヒト制御性単球がT細胞との細胞間接着依存的にT細胞の増殖を抑制することを見出している。今後は、T細胞抑制におけるヒト制御性単球の機能分子を解析する。具体的には、ヒト制御性単球に対する抗体を制御性単球-T細胞培養系に添加し、T細胞抑制を解除するものを探索する。そのような抗体が見つかった場合は、免疫沈降法などにより抗体が結合するタンパク質を同定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ヒト末梢血および骨髄細胞の検体数が、新型コロナウイルス感染症感染拡大の影響のため当初の予定よりも減少し、年度内の完了が困難になった。翌年度は当初の予定よりも解析数を増やし、当初の予定通りに使用する予定である。
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