T細胞が認識する肥満特有の自己指向性免疫の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究領域: 生体防御における自己認識の「功」と「罪」
• 研究課題/領域番号: 23H04794
• 研究機関: 公益財団法人かずさDNA研究所
• 研究代表者: 遠藤 裕介 公益財団法人かずさDNA研究所, 先端研究開発部, 室長 (80612192)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 肥満 / 脂質代謝 / TCRレパトア / Th17

研究実績の概要

今年度は、肥満環境におけるTh17バイアスの要因となる内因性脂質（1-18:1-LPE）とTh17細胞のマスター転写因子であるRORgtとの会合について、Thermal Shift Assayやリピドミクス解析を組み合わせた手法により検証を行った。その結果、1-18:1-LPEは非常に高感度にRORgtと会合することが明らかとなった。実際に、脂肪酸側鎖がオレイン酸から別の脂肪酸への変更、及びLPEの脂質骨格をLPCやLPGなど別の骨格に変更させるだけでその会合はほとんど認められなくなった。また、この結果と一致するように、1-18:1-LPE以外の脂質種ではTh17誘導能も全く認められないことを見出している。こうした一連の成果より1-18:1-LPEがTh17バイアスを作り出す責任脂質と位置付けている。これらの成果を論文としてまとめ、Science Immunology誌に発表を行った。
また、脂質センサーRORgtと特異的脂質との会合の生理的重要性についてはRORgtの点変異クローンや点変異マウスを作製した。特にRORgtのリガンド結合ドメインの304番目のアラニンをフェニルアラニンやイソロイシンに置換することでRORgtのリガンド結合能だけでなくTh17誘導能など一連のRORgt機能がほとんど認められなくなることをマウス個体レベルで明らかにしている。現在これらの内容をまとめ論文投稿準備中である。

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

RORgtと内因性脂質の会合やRORgtの点変異マウスの解析は完了し、その生理的重要性については立証した。また、肥満マウスを用いてのバルクTCR解析やscRNA-seq/scTCR-seqについても順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

次年度は以下について中心に進める。
肥満マウスモデルを用いて、複数の時点において脾臓からT細胞を分離し、単一細胞マルチオミクス解析（トランスクリプトーム、表面マーカー、TCRレパトア解析）を実施する。得られたデータのマッピング・トランスクリプトーム解析・表面マーカー解析・TCRレパトア解析はCell Rangerを用いて実施し、Seuratアルゴリズムにより統合する。その統合データを用いてWeighted Nearest Neighbor（WNN）法によるクラスタリングを行い、各細胞分画を同定すると同時に、各分画に特徴的なmRNAおよび表面マーカーを抽出する。また、各T細胞分画におけるクローン拡大の程度を評価するだけでなく、クローン性および非クローン性の細胞集団の違いを明らかにする。特に、複数時点でクローン拡大している持続性Th17細胞分画の特性を解明する。さらに、Monocleを用いた疑似時間軸解析やVelocytoを用いたRNA velocity解析などを行うことで、細胞分化過程を追跡する。
さらに、同一の組織検体を用いてプロテオーム解析を行い、Th17細胞分画と同様の挙動を示すタンパク・ペプチド配列のランキングを作成する。

研究成果

• [雑誌論文] Universal pretreatment development for low-input proteomics using laury maltose Neopentyl Glycerol (2024)
  • 著者名/発表者名: Konno R., Ishikawa M., Nakajima D., Endo Y., Ohara O., and Kawashima Y.
  • 雑誌名: Molecular & cellular proteomics 巻: 23 ページ: 100745
  • DOI: 10.1016/j.mcpro.2024.100745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] IL-27 regulates the differentiation of follicular helper NKT cells via metabolic adaptation of mitochondria. (2024)
  • 著者名/発表者名: Kamii Y., Hayashizaki K., Kannno T.,Chiba A., Ikegami T., Saito M, Yukihiro Akeda Y, Ohteki Y, Kubo M, Yoshida K, Kawakami K, Oishi K, Araya J, Kuwano K, Kronenberg M., Endo Y., and Kinjo Y.
  • 雑誌名: PNAS 巻: 121 ページ: e2313964121
  • DOI: 10.1073/pnas.2313964121
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ACC1-mediated fatty acid biosynthesis intrinsically controls thymic iNKT cell development. (2024)
  • 著者名/発表者名: Kanno T., Miyako K., Endo T., Yokoyama S., Asou K. H., Yamada K., Ohara O., Nakayama T., Kimura Y. M. and Endo Y*
  • 雑誌名: Int. Immunol 巻: 36 ページ: 129-139
  • DOI: 10.1093/intimm/dxad049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Senescence-associated inflammation and inhibition of adipogenesis in subcutaneous fat in Werner syndrome. (2023)
  • 著者名/発表者名: Sawada D., Kato H., Kaneko H., Kinoshita D., Funayama S., Minamizuka T., Takasaki A., Igarashi K., Koshizaka M., Watanabe T. A., Nakamura R., Aono K., Yamaguchi A., Teramoto N., Maeda Y., Ohno T., Hayashi A., Ide K., Ide S., Shoji M., Kitamoto T., Endo Y., et al.
  • 雑誌名: Aging 巻: 15 ページ: 9948-9964
  • DOI: 10.18632/aging.205078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 1-Oleoyl-lysophosphatidylethanolamine stimulates RORgt activity in Th17 cells. (2023)
  • 著者名/発表者名: Endo Y*., Kanno T., Nakajima T., Ikeda K., Taketomi Y., Yokoyama S., Sasamoto S., Asou K. H., Miyako K., Hasegawa Y., Kawashima Y., Ohara O., Murakami M., and Nakayama T.
  • 雑誌名: Sci. Immunol. 巻: 8 ページ: eadd4346
  • DOI: 10.1126/sciimmunol.add4346.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dataset for proteogenomic signature analysis of differentiation of CD4+ T cell subsets. (2023)
  • 著者名/発表者名: Konno R., Kanno T., Ohara O., Endo Y., and Kawashima Y.
  • 雑誌名: J. Proteome Data and Methods 巻: 5 ページ: 10
  • DOI: 10.14889/jpdm.2023.0010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Weight loss improves inflammation by Th17 cells in an obese patient with psoriasis at high risk for cardiovascular events. (2023)
  • 著者名/発表者名: Maezawa Y., Endo Y., Kono S., Ohno T., Nakamura Y., Teramoto N., Ysukagoshi A., Aono K., Minamizuka T., Kato H., Ishikawa T., Koshizuka M., Takemoto M., Nakayama T., and Yokote K.
  • 雑誌名: J. Diabetes invest. 巻: 14 ページ: 1136-1139
  • DOI: 10.1111/jdi.14037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipid metabolism in Th17 cell function (2023)
  • 著者名/発表者名: Kanno Toshio、Nakajima Takahiro、Miyako Keisuke、Endo Yusuke
  • 雑誌名: Pharmacology & Therapeutics 巻: 245 ページ: 108411～108411
  • DOI: 10.1016/j.pharmthera.2023.108411
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The novel function of lipid synthetic flux on Th17 cell differentiation and pathogenicity (2023)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Endo
  • 学会等名: 52th JSI meeting
  • 招待講演
• [学会発表] The novel function of lipid synthetic flux on Th17 cell differentiation and pathogenicity (2023)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Endo
  • 学会等名: RIKEN IMS-JSI Int Symposium on Immunology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 病原性Th17応答を規定する機能性脂質の同定と疾患制御 (2023)
  • 著者名/発表者名: 遠藤裕介
  • 学会等名: 第9回がんと代謝研究会
  • 招待講演