細胞間シグナルCD47-SIRPα系による生体機能調節の分子基盤

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26291022
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 的崎 尚 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80252782)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: シグナル伝達 / 生体分子 / 脳・神経 / 免疫学 / 癌

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、研究代表者が独自に見出した膜結合型リガンド・レセプターによる「細胞間シグナルCD47-SIRPα系」に関して、これまでに得た知見を基盤とし、さらに詳細かつ統合的な解析を行うことにより、このシグナル系による生体機能調節の分子基盤を明らかにしようと試みる。

（１）CD47-SIRPα系による中枢神経機能制御：SIRPαの細胞内シグナルに重要であると考えられるShp-2チロシンホスファターゼの前脳特異的Shp-2 cKOマウスを作製し解析を行った。Shp2 cKOマウスは、多動傾向や学習行動の異常を示すこと、神経活動依存的に誘導される最初期遺伝子の発現低下がみられ、神経活動性が低下している可能性が考えられた。また、Shp2をノックダウンした培養神経細胞の結果からなどから、成熟脳におけるShp2はRas/MAPK系の抑制を介してプレシナプス機能を制御し、行動制御に関わる可能性が考えられた。

（２）CD47-SIRPα系による血液・免疫系制御：樹状細胞(DC)特異的SIRPαcKOマウス（SirpαΔDC）では、CD11c+CD4+DCの特異的減少が脾臓など二次リンパ組織において観察された。また、T細胞領域の減少ならびにストローマ細胞の減少、ケモカインの発現減少が明らかとなった。CD47欠損マウスにおいても、CD11c+CD4+DCの特異的減少とT細胞領域の縮小が観察された。樹状細胞上のSIRPαが（CD47と相互作用することにより）、樹状細胞の生存維持と同時にT細胞領域の恒常性制御においても重要な役割を果たしていることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初計画していた、種々の実験や解析が順調に進行し十分な研究成果が得られたため、上記のように判断した。

Strategy for Future Research Activity

すでに確立している培養神経細胞へのレンチウイルスベクターを用いた遺伝子発現やRNAi法により、前年度の解析で得られたSIRPαの下流候補シグナル分子やShp-2の機能を評価する。CD47-floxマウスを用い、各種の神経細胞やグリアに特異的なCD47 cKOマウスを作製、解析すると共に、CD47の下流シグナルについても検討を開始する。DC上のSIRPαによる間葉系細胞への制御に関して、DC/間葉系細胞のin vitro共培養系を構築し、SirpαΔDCマウス由来DCやCD47-SIRPα結合阻害抗体の効果を検討することにより詳細な分子機構を解明する。また、間葉系細胞特異的CD47 KOマウスの二次リンパ組織の解析を行う。

Causes of Carryover

試薬等の消耗品の実際の購入額が予定購入額よりも低かったため、本年度に使用予定で有った予算の一部が持ち越しされた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度は、持ち越し分含めて主に物品費（消耗品費）に合算して使用することで、次年度に行う本研究をより推進させる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Dendritic cell SIRPα regulates homeostasis of dendritic cells in lymphoid organs. (2015)
  • Author(s): Washio K, Kotani T, Saito Y, Respatika D, Murata Y, Kaneko Y, Okazawa H, Ohnishi H, Fukunaga A, Nishigori C, Matozaki T.
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 20 Pages: 451-63
  • DOI: 10.1111/gtc.12238
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Regulation by gut commensal bacteria of carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule expression in the intestinal epithelium (2015)
  • Author(s): Kitamura Y, Murata Y, Park J H, Kotani T, Imada S, Saito Y, Okazawa H, Azuma T, Matozaki T
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 20 Pages: 578-589
  • DOI: 10.1111/gtc.12247
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Protein-tyrosine phosphatase Shp2 positively regulates macrophage oxidative burst (2015)
  • Author(s): Li XJ, Goodwin CB, Nabinger SC, Richine BM, Yang Z, Hanenberg H, Ohnishi H, Matozaki T, Feng GS, Chan RJ.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: 290 Pages: 3894-3909
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.614057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Shp2 in forebrain neurons regulates synaptic plasticity, locomotion, and memory formation in mice (2015)
  • Author(s): Kusakari S, Saitow F, Ago Y, Shibasaki K, Sato-Hashimoto M, Matsuzaki Y, Kotani T, Murata Y, Hirai H, Matsuda T, Suzuki H, Matozaki T, Ohnishi H.
  • Journal Title: Mol Cell Biol. Volume: 35 Pages: 1557-1572
  • DOI: 10.1128/MCB.01339-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lack of non-hematopoietic SIRPα signaling disturbs the splenic marginal zone architecture resulting in accumulation and displacement of marginal zone B cells (2015)
  • Author(s): Kolan SS, Boman A, Matozaki T, Lejon K, Oldenborg PA.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 460 Pages: 645-650
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.03.084
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protection against high-fat diet-induced obesity in Helz2-deficient male mice due to enhanced expression of hepatic leptin receptor (2014)
  • Author(s): Yoshino S, Satoh T, Yamada M, Hashimoto K, Tomaru T, Katano-Toki A, Kakizaki S, Okada S, Shimizu H, Ozawa A, Tuchiya T, Ikota H, Nakazato Y, Mori M, Matozaki T, Sasaki T, Kitamura T, Mori M.
  • Journal Title: Endocrinology. Volume: 155 Pages: 3459-3472
  • DOI: 10.1210/en.2013-2160
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Essential role of SIRPα on dendritic ｃells in organization and homeostasis of the spleen (2014)
  • Author(s): Ken Washio, Takenori Kotani, Datu Respatika, Yoji Murata, Yasuyuki Saito, Hideki Okazawa, Hiroshi Ohnishi, Atsushi Fukunaga, Chikako Nishigori, Takashi Matozaki
  • Organizer: 第43回日本免疫学会 学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] Immunological analysis of autoimmune nephritis observed in DC-specific Shp1 conditional knockout mice (2014)
  • Author(s): Mitsuharu Watanabe, Yoriaki Kaneko, Keiju Hiromura, Yuko Ohishi, Masato Kinoshita, Ohnishi Hiroshi, Takashi Matozaki, Yoshihisa Nojima
  • Organizer: 第43回日本免疫学会 学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2014-12-10 – 2014-12-12
• [Presentation] 細胞間コミュニケーションシステムCD47-SIRPα系による血液・免疫系の制御 / Regulation by CD47-SIRPα signaling of hematopoietic and immune systems (2014)
  • Author(s): 小谷武徳、鷲尾健、ダトゥレスパティカ、村田陽二、齊藤泰之、的崎尚
  • Organizer: 第37回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] Functinal analysis of protein tyrosine phosphatase Shp2 in post-mitotic neurons (2014)
  • Author(s): Shinya Kusakari, Fumihito Saitow, Miho Hashimoato, Yasunori Matsuzaki , Takenori Kotani, Yoji Murata, Hirokazu Hirai, Hidenori Suzuki, Takashi Matozaki, Hiroshi Ohnishi
  • Organizer: 第11回プロテインホスファターゼ国際カンファレンス
  • Place of Presentation: 東北大学医学部 艮陵会館（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [Presentation] Roles of protein tｙrosine phosphatases in homeostasis of intestinal epithelium (2014)
  • Author(s): Takashi Matozaki, Yoji Murata, Takenori Kotani, Yasuyuki Saito
  • Organizer: 第11回プロテインホスファターゼ国際カンファレンス
  • Place of Presentation: 東北大学医学部 艮陵会館（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [Presentation] Functional Analysis of protein tyrosine phosphatase Shp2 in the adult forebrain neurons (2014)
  • Author(s): Hiroshi Ohnishi, Shinya Kusakari, Fumihito Saitow, Miho Hashimoto, Yasunori Matsuzaki, Takenori Kotani, Yoji Murata, Hirokazu Hirai, Hidenori Suzuki, Takashi Matozaki
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] Regulation of microglial homeostasis through cell-cell interaction signal (2014)
  • Author(s): Miho Sato-Hashimoto, Yuriko Hayashi, Shinya Kusakari, Takenori Kotani, Yoji Murata, Takashi Matozaki, Hiroshi Ohnishi
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [Presentation] 樹状細胞及び二次リンパ組織の恒常維持におけるSIRPαの役割 (2014)
  • Author(s): 鷲尾健、小谷武徳、レスパティカ ダトゥ、村田陽二、齊藤泰之、金子和光、岡澤秀樹、大西浩史、福永淳、錦織千佳子、的崎尚
  • Organizer: 第13回生体機能研究会
  • Place of Presentation: ホテルパーク /岐阜長良川温泉（岐阜県・岐阜市）
  • Year and Date: 2014-07-18 – 2014-07-19
• [Remarks] 神戸大学大学院医学研究科 生化学・分子生物学講座 シグナル統合学分野
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/tougou/signal/Home.html