IL-15産生細胞の生体内における分布と機能

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25460589
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 生田 宏一 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (90193177)
• 研究分担者: 谷一 靖江 京都大学, ウイルス研究所, 助教 (50432331) ; 原 崇裕 京都大学, ウイルス研究所, 助教 (90512301)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 免疫組織 / 微小環境 / サイトカイン / ストローマ細胞 / IL-15

研究概要

免疫組織におけるIL-15産生細胞の分布と機能を明らかにするために、IL-15-CFPノックインマウスを作製し、IL-15産生細胞の生体内分布を調べるとともに、IL-15-floxマウスを作製しさまざまなCreマウスと交配した。
まず、IL-15-CFPマウスの骨髄、胸腺、リンパ節、脾臓などの組織切片を作製し、CFP陽性のIL-15産生細胞の分布を共焦点顕微鏡にて観察した。胸腺ではIL-15は髄質に強く発現しており、MHCクラスII強陽性の成熟した髄質胸腺上皮細胞が主な産生細胞であった。骨髄ではIL-15はストローマ細胞の一部に発現していたが、二光子顕微鏡による観察からIL-15産生細胞はIL-7産生細胞集団に含まれていた。リンパ節ではIL-15は主にT細胞領域と髄質に発現しており、線維芽細胞様細網細胞の一部で発現していた。さらに、高内皮性小静脈をふくむ血管内皮細胞でIL-15が強く発現していたが、リンパ管内皮細胞では発現していなかった。脾臓ではVCAM-1陽性のストローマ細胞で発現しており、その数は加齢とともに増加した。リポ多糖を投与すると脾臓の血管とリンパ管でのIL-15発現レベルが上昇した。以上の結果から、免疫組織におけるIL-15産生細胞の分布を初めて明らかにし、IL-7とIL-15の発現パターンが一部の細胞で異なることを示した。
次に、IL-15遺伝子座の第５エクソンの両側にloxP配列を挿入したIL-15-floxマウスを作製した。さらに、このマウスをFoxn1-Cre、Villin-Cre、Alb-Cre、Tie2-Cre、CD11c-Creマウスと交配を進めた。同時にIL-7-floxマウスとも交配し、組織特異的IL-15/IL-7ダブル遺伝子破壊マウスも作製中である。

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

IL-15産生細胞の生体内分布の研究については、平成25年度内に順調に解析を終えた。その後、研究成果を取りまとめて、論文として国際誌に発表した（Cui, G., Hara, T., Simmons, S., Wagatsuma, K., Abe, A., Miyachi, H., Kitano, S., Ishii, M., Tani-ichi, S., and Ikuta, K. (2014). Characterization of the interleukin-15 niche in primary and secondary lymphoid organs in vivo. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 111:1915-1920）。同時に、マスコミからも取材を受け、日刊工業新聞、京都新聞にて記事となった。したがって、研究は当初の計画以上に良好に進んだと判断した。
組織特異的IL-15遺伝子破壊マウスの研究については、Creマウスとの交配に時間がかっているが確実に進んでおり、ほぼ満足できる達成度と判断した。

今後の研究の推進方策

組織特異的IL-15遺伝子破壊マウスの解析は、平成26年度中には複数のCreマウス交配系において解析が可能となる予定である。この解析を進めつつ、他のCreマウスについても交配を進め、解析できるマウスの作出をおこなう。また、当初の計画にはなかったが、筋肉由来のIL-15と脂肪組織・肥満との関係が報告されており、筋肉特異的にCreを発現するMuCre-Aマウスとの交配も開始する。

次年度の研究費の使用計画

今年度はマウスの交配中の実験が多いために、マウス飼育の関する経費（その他）が比較的多く、逆に物品費が少なくなった。このために実支出額がやや少なくなり、次年度使用額が生じた。
次年度はマウスの解析の実験が増えるので、次年度使用額353,216円は翌年度分の助成金とともに主に物品費として使用する計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of the interleukin-15 niche in primary and secondary lymphoid organs in vivo (2014)
  • 著者名/発表者名: Cui, G., Hara, T., Simmons, S., Wagatsuma, K., Abe, A., Miyachi, H., Kitano, S., Ishii, M., Tani-ichi, S., and Ikuta, K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 111 ページ: 1915-1920
  • DOI: 10.1073/pnas.1318281111
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lymphocyte-stromal cell interaction induces IL-7 expression by interferon regulatory factors (2013)
  • 著者名/発表者名: Sekai, M., Tani-ichi, S., Yoneyama, M., Fujita, T., Kina, T., and Ikuta, K.
  • 雑誌名: Mol. Immunol. 巻: 54 ページ: 378-385
  • DOI: 10.1016/j.molimm.2013.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interleukin-7 produced by thymic epithelial cells plays a major role in the development of thymocytes and TCRγδ+ intraepithelial lymphocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Shitara, S., Hara, T., Liang, B., Wagatsuma, K., Zuklys, S., Holländer, G. A., Nakase, H., Chiba, T., Tani-ichi, S., and Ikuta, K.
  • 雑誌名: J. Immunol. 巻: 190 ページ: 6173-6179
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1202573
  • 査読あり
• [雑誌論文] Signal transducer and activator of transcription 3 (Stat3) contributes to T-cell homeostasis by regulating pro-survival Bcl-2 family genes (2013)
  • 著者名/発表者名: Lee, J. K., Won, C., Yi, E. H., Seok, S. H., Kim, M. H., Kim, S. J., Chung, M. H., Lee, H. G., Ikuta, K., and Ye, S. K.
  • 雑誌名: Immunol. 巻: 140 ページ: 288-300
  • DOI: 10.1111/imm.12133
  • 査読あり
• [雑誌論文] CD49b-dependent establishment of T helper cell memory (2013)
  • 著者名/発表者名: Hanazawa, A., Hayashizaki, K., Shinoda, K., Yagita, H., Okumura, K., Löhning, M., Hara, T., Tani-ichi, S., Ikuta, K., Eckes, B., Radbruch, A., Tokoyoda, K., and Nakayama, T.
  • 雑誌名: Immunol. Cell Biol. 巻: 91 ページ: 524-531
  • DOI: 10.1038/icb.2013.36
  • 査読あり
• [雑誌論文] B cell progenitors and precursors change their microenvironment in fetal liver during early development (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuneto, M., Tokoyoda, K., Kajikhina, E., Hauser, A. E., Hara, T., Tani-ichi, S., Ikuta, K., and Melchers, F.
  • 雑誌名: Stem Cells 巻: 31 ページ: 2800-2812
  • DOI: 10.1002/stem.1421
  • 査読あり
• [学会発表] Distribution and function of IL-7-expressing cells in intestines (2013)
  • 著者名/発表者名: 原崇裕、崔広為、設楽宗一朗、生田宏一
  • 学会等名: 第42回日本免疫学会学術集会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 20131211-20131211
• [学会発表] Distribution and function of IL-7-expressing cells in large intestine (2013)
  • 著者名/発表者名: Hara, T. and Ikuta, K.
  • 学会等名: The 4th Workshop on Synthetic Immunology
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20131116-20131116
• [学会発表] Visualizing the immune microenvironment by reporter mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikuta, K., Cui, G., Shitara, S., Liang, B., Tani-ichi, S., and Hara, T.
  • 学会等名: The 20th East Asia Joint Symposium on Global Medical Science for the 22th Century
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20131107-20131107
• [学会発表] Identification and characterization of the IL-15-expressing cells in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Cui, G., Hara, T., Simmons, S., Wagatsuma, K., Tani-ichi, S., Ishii, M., and Ikuta, K.
  • 学会等名: The 20th East Asia Joint Symposium on Global Medical Science for the 22th Century
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20131107-20131107
• [学会発表] Distribution and function of IL-7-expressing cells in the intestinal tissues (2013)
  • 著者名/発表者名: Hara, T. and Ikuta, K.
  • 学会等名: The 8th International Symposium of the Institute Network
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20130627-20130627
• [学会発表] Visualization of the immune microenvironment by reporter mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikuta, K., Cui, G., Shitara, S., Liang, B., Tani-ichi, S., and Hara, T.
  • 学会等名: The 6th International Workshop of Kyoto T Cell Conference 2013
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20130604-20130605
• [学会発表] Visualization and characterization of IL-7- and IL-15-expressing cells in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Hara, T., Cui, G., Shitara, S., Tani-ichi, S. and Ikuta, K.
  • 学会等名: The 6th International Workshop of Kyoto T Cell Conference 2013
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20130604-20130605
• [備考] 生体内リンパ器官におけるインターロイキン15ニッチの解明
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/about/y2014/ikuta20140326.html
• [備考] 論文リスト
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/ikuta_folder/publication/publication.html
• [備考] サイトカインIL-15を産生する細胞の可視化に成功 －免疫系の微小環境の解明に期待－
  • URL: http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2013_1/140121_1.htm