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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Optimal ultraviolet wavelength for immune regulation and development of ultraviolet-LED phototherapy

Research Project

Project/Area Number 17H04242
Research InstitutionNagoya City University

Principal Investigator

森田 明理  名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (30264732)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 小百合  名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (70567255)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords紫外線 / 免疫制御 / 制御性T細胞 / 光線治療 / LED
Outline of Annual Research Achievements

iTreg(誘導性制御性T細胞)を誘導する波長解析 遅延型過敏反応(DTH)のマウスモデルを用いた実験では、290~320nm中で、310nmに遅延型過敏反応の抑制とTregの誘導が見られた。リンパ節細胞でIL-10を誘導、IL-17の抑制、IL-23の抑制などが明らかとなり、Tregの誘導のみならず、TH17細胞の誘導を抑えていることが明らかとなった。
nTreg(内在性制御性T細胞)の誘導波長解析 抗原の投与していないマウス皮膚にリンパ節・脾臓でCD4+CD25+Foxp3+Neuropilin-1+細胞(nTreg)が、290~300nmで誘導が見られた。ブロードバンドUVBの照射で、7日後で明らかに皮膚とリンパ節でTregが増加、Neuropilin1陽性のnTregであり、Treg関連の遺伝子におけるメチル化を調べたところ、脱メチル化がみられ、安定した抑制機能のあるTregが誘導されることを明らかとなった。
臨床レベルでのTreg誘導解析 乾癬では、Treg数の減少はなく機能不全であることが報告されている。健常人Treg存在下ではCD4+CD25-Tcellsの分裂増殖がほぼ完全に抑制された(94.4%)のに対して、乾癬患者Tregでは完全に抑制できず(70.3%)、抑制能の有意な低下を認めた。乾癬患者のTregの抑制能の低下は、PUVAバス療法後においてほぼ正常へ回復したことから、PUVAバスによるTregの機能回復が示した。照射開始 (PUVAバス)から5回ごとに、3つの分画を調べたところ、aTreg (CD4+CD25+Foxp3highCD45RA-)が、明らかに上昇することが明らかとなった。比較的早期にaTregが上昇し、rTregも同様に誘導され、非抑制性 Tregの減少もみられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定していた制御性 T 細胞 (Treg)による免疫寛容誘導する波長探索 、臨床レベルでの Treg 誘導解析ナローバンドUVB・308nm エキシマライト・PUVA バス照 射患者における Treg 誘導解析) などの解析は進めることができ、同時に、皮疹部分から浸潤している細胞を高速セルソーターで分離する方法をセットアップをおこなうことができた。

Strategy for Future Research Activity

光線療法後の皮膚に浸潤する細胞群をセルソーターで分離し、RNAシークエンス、Treg関連遺伝子のエピジェネティック解析(次世代シークエンサー)で行う予定である。乾癬以外の白斑、アトピー性皮膚炎、掌蹠膿疱症患者においても、同様に解析を行い、Tregの誘導に関して解析を行う。マウスレベルからもっとも効率よくTreg・免疫寛容を誘導する波長が明らかとなった場合、その波長やあらたに開発した深紫外光LED照射機器を用い、臨床レベルで、Treg数、Dysfunctional Tregの機能回復、aTreg、RNAシークエンス、Treg関連遺伝子のエピジェネティック解析を行う予定である。マウス・ヒトレベルでの紫外線(~可視光線)の選択的波長の利用することによるTreg誘導(しかも、nTregとiTregを波長ごとに誘導する可能性)が明らかとなる。表面マーカーの解析(FACS)、RNAシークエンス、Treg関連遺伝子のエピジェネティック解析から、誘導されるTregの詳細なタンパク・遺伝子発現・エピジェネティックプロファイルが明らかとなり、より詳細な波長ごとの特性を明らかにすることができる。これらの結果から、さらに、どのような光生物学的メカニズムによって、波長ごとの特性がえられるか、検討を進める予定である。
さらに、予定通り、制御性T細胞を誘導する樹状細胞を誘導する波長特性解析、免疫を制御するUVA1(340-400nm)の有効波長の探索もあわせて進める予定である。

  • Research Products

    (14 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results)

  • [Journal Article] Ultraviolet B-induced maturation of CD11b-type Langerin-dendritic cells control the expansion of Foxp3+ regulatory T cells in the skin2018

    • Author(s)
      Sayuri Yamazaki, Mizuyu Odanaka, Akiko Nishioka, Saori Kasuya, Shime Hiroaki, Hiroaki Hemmi, Masaki Imai, Dieter Riethmacher, Tsuneyasu Kaisho, Naganari Ohkura, Shimon Sakaguchi, Akimichi Morita
    • Journal Title

      The Journal of Immunology

      Volume: 200 Pages: 119-129

    • DOI

      10.4049/jimmunol.1701056

  • [Journal Article] Bath-PUVA therapy improves impaired resting regulatory T cells and increases activated regulatory T cells in psoriasis2017

    • Author(s)
      Ryoji Kubo, Shinnosuke Muramatsu, Yoko Sagawa, Chiyo Sait, Saori Kasuya, Akiko Nishioka, Emi Nishida, Sayuri Yamazaki, Akimichi Morita
    • Journal Title

      Journal of Dermatological Science

      Volume: 86 Pages: 46-53

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2017.01.001

    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wavelength specific gene expression clustering identified by Cap Analysis of Gene Expression in normal human epidermal melanocytes2017

    • Author(s)
      Hideyuki Masuda, Makoto Kimura, Akimichi Morita
    • Organizer
      2017 SID annual meeting, April 26-29, 2016, Portland
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantifying of serum IL-17A and TNFa to estimate the formation of psoriatic skin2017

    • Author(s)
      Emi Nishida, Kan Torii, Saori Kasuya, Akiko Nishioka, Kyoko Ikumi, Shinnosuke Muramatsu, Akimichi Morita
    • Organizer
      PASI formula, 2017 SID annual meeting, April 26-29, 2016, Portland
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Serum TNF-α levels in patients with psoriasis treated with biologics2017

    • Author(s)
      Shinnosuke Muramatsu, Emi Nishida, Ryoji Kubo, Akimichi Morita
    • Organizer
      2017 SID annual meeting, April 26-29, 2016, Portland
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sacroiliitis susceptibility of psoriatic arthritis in Asian associates with HLA B462017

    • Author(s)
      Kyoko Ikumi, Emi Nishida, Akimichi Morita
    • Organizer
      2017 SID annual meeting, April 26-29, 2016, Portland
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparative transcriptome analysis in normal human keratinocytes irradiated with monochromatic UVB wavelength2017

    • Author(s)
      Kan Torii, Akimichi Morita
    • Organizer
      2017 SID annual meeting, April 26-29, 2016, Portland
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phototherapy and future development for Dermatology2017

    • Author(s)
      Akimichi Morita
    • Organizer
      The 1st CICM Academic Meeting“Translation Research: From Bench to Bedside”,August 28, 2017, Thailand
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Wavelength specific gene expression identified by Cap Analysis of Gene Expression in normal human dermal fibroblasts.2017

    • Author(s)
      Hideyuki Masuda, Makoto Kimura, Akimichi Morita
    • Organizer
      47th Annual ESDR meeting, 27-30 September, 2017, Salzburg
  • [Presentation] Photochemotherapy limits Treg plasticity and restores Treg function in psoriasis patients.2017

    • Author(s)
      Kan Torii, Ryoji Kubo, Takuya Furuhashi, Shinnosuke Muramatsu, Yoko Sagawa, Chiyo Saito, Sayuri Yamazaki, Akimichi Morita
    • Organizer
      47th Annual ESDR meeting, 27-30 September, 2017, Salzburg (Poster work)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The influence of photoirradiation on the circadian clock genes in human keratinocyte and melanocyte.2017

    • Author(s)
      Shinnosuke Muramatsu, Kan Torii, Hideyuki Masuda, Akimichi Morita
    • Organizer
      47th Annual ESDR meeting, 27-30 September, 2017, Salzburg (Poster work)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] HLA-B46 associates with sacroiliitis susceptibility in patients with psoriatic arthritis.2017

    • Author(s)
      Kyoko Ikumi, Emi Nishida, Akimichi Morita
    • Organizer
      47th Annual ESDR meeting, 27-30 September, 2017, Salzburg (Poster work)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The critical role of dendritic cell subset in expanding Foxp3+ regulatory T cells in the murine skin after ultraviolet B exposure.2017

    • Author(s)
      Sayuri Yamazaki, Akiko Nishioka, Saori Kasuya, Mizuyu Odanaka, Hiroaki Hemmi, Masaki Imai, Dieter Riethmacher, Tsuneyasu Kaisho, Naganari Ohkura, Shimon Sakaguchi, Akimichi Morita
    • Organizer
      5th International Workshop on Langerhans cell. 6-8 October, 2017, New York (Oral)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Phototherapy and future development for Dermatology2017

    • Author(s)
      Akimichi Morita
    • Organizer
      Emirates Derma 2017, Nov 2 2017, Abu Dhabi. UAE
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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