2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Analysis and synthesis of multi-dimensional immune organ network |
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| Project/Area Number |
24111004
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
高濱 洋介 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究センター, 教授 (20183858)
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| Project Period (FY) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 免疫学 / 胸腺 / 胸腺上皮細胞 / ストローマ細胞 / Tリンパ球分化 / レパトア選択 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胸腺は、免疫システムの司令塔として自己と非自己の識別を担うＴリンパ球を分化させるとともに、産生するＴリンパ球の抗原認識特異性が自己生体に有用でしかも寛容であるように選択する。Ｔリンパ球の分化と選択を担う胸腺の微小環境を特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分化と機能、特にそれらを裏打ちする分子機構は未だ明確ではない。私たちは皮質上皮細胞に特異的に発現され、CD8Ｔ細胞の正の選択に必要な胸腺プロテアソームとその構成鎖beta5tを同定するとともに、髄質上皮細胞に高く発現されＴ細胞の自己寛容確立に必須のケモカインCCL21とサイトカイン受容体RANKを見出し、胸腺微小環境の形成と機能を担う分子機構解析に先鞭をつけてきた。そこで本研究では、これら胸腺微小環境を特徴づける分子の機能解析と更なる分子同定を推進している。
平成２６年度は、beta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスを作製しtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して時期限定doxycycline投与によるEGFP発現を解析し、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、胎生期から新生仔期までのbeta5t発現皮質髄質共通前駆細胞に由来し、成体期の皮質髄質共通前駆細胞は髄質上皮細胞の生成・維持・退縮からの回復に殆ど寄与しないことを明らかにした。また、CCL21a遺伝子座にtdTomatoとCreをノックインしたマウスの作製に成功した。胸腺上皮細胞の系列分岐機構解明に有用な新材料として解析を進めていく。更に、beta5t欠損RAG1欠損TCRトランスジェニックマウスを作製しモノクローナルＴ細胞の分化と機能を解析し、胸腺上皮細胞依存性の正の選択とは、Ｔ細胞の抗原特異性レパトア選択だけでなく、Ｔ細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスでもあることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
beta5t遺伝子座にrtTAをノックインしたマウスを作製しtetO-Cre依存的EGFPレポーターマウスと交配して様々な時期にdoxycycline投与によるEGFP発現を解析することにより、成体期の髄質上皮細胞は形成・維持・再生のいずれの局面においても、成体期の皮質髄質共通前駆細胞は殆ど寄与しないことを明らかにした結果は、退縮胸腺の回復技術の開発を図るうえで重要で有用な知見であると展望される。（論文投稿中）。また、CCL21a遺伝子座にtdTomatoあるいはCreをノックインしたマウスの作製に成功したので、今後、胸腺上皮細胞の髄質と皮質への系列分岐の機構解明に有用なマウスとして解析を進めていく。更に、beta5t欠損マウスをTCRトランスジェニックRAG1欠損マウスと交配してモノクローナルＴ細胞の分化と機能の解析を進めることで、胸腺上皮細胞に依存する正の選択とは、Ｔ細胞のレパトアを選択するという「選択」プロセスだけではなく、Ｔ細胞の機能を至適化させる「教育」プロセスであることを明らかにした成果は、胸腺皮質における正の選択の新コンセプトであり、免疫システム形成機構の本質理解に大きな進展を与えると考えられる（論文修正投稿中）。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度迄の成果を勘案しつつ今後、次の４点を中心に更なる研究を推進する。(1) 胸腺微小環境の機能を特徴づける分子の同定と機能解析：胸腺の皮質と髄質それぞれを特徴づける皮質上皮細胞と髄質上皮細胞の分子発現解析により同定してきた、皮質上皮細胞に特異的なbeta5tや髄質上皮細胞に高発現されるCCL21,XCL1,RANKを手がかりにTリンパ球分化選択の機構解析を進めるとともに、未だ機能不明の分子の同定と機能解析を進める。(2) 胸腺微小環境の形成を特徴づける分子の同定と機能解析：皮質上皮細胞特異的に発現されるbeta5t遺伝子座にCreやrtTAをノックインしたマウスを作成してきているので、それらを用いて胸腺上皮細胞の系譜分岐動態を解析する。また、それらの解析から明らかにされてきた系譜分岐の中間にあたる細胞を対象とする分子発現解析結果をもとに胸腺上皮細胞の分化・分岐を担う転写因子を同定する。(3) 胸腺と他の器官との連携に関する解析：加齢や感染に応じた胸腺の退縮に、他の免疫器官からの未知シグナルの関与が示唆されている。そこで、胸腺再凝縮器官などでの胸腺ストローマ細胞に対する効果測定を指標に、胸腺退縮制御因子を探索する。(4) 胸腺微小環境の生体内再構築技術の開発：マウス腎臓皮膜下への細胞塊の移植実験系等にて、胸腺上皮細胞亜集団の移植やbeta5tやAireなど胸腺上皮細胞固有分子の発現によって、皮質または髄質の胸腺微小環境を人為的に生体内に再構築できるか探索する。
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[Journal Article] Thymic medullary epithelium and thymocyte self-tolerance require cooperation between CD28-CD80/86 and CD40-CD40L costimulatory pathways.2014
Author(s)
Williams JA, Zhang J, Jeon H, Nitta T, Ohigashi I, Klug D, Kruhlak MJ, Choudhury B, Sharrow SO, Granger L, Adams A, Eckhaus MA, Jenkinson SR, Richie ER, Gress RE, Takahama Y, Hodes RJ.
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Journal Title
J Immunol.
Volume: 192
Pages: 630-640
DOI
Peer Reviewed
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