ベーチェット病新規感受性遺伝子ERAP1の機能解析を通じた脊椎関節炎治療法の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26713036
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 桐野 洋平 横浜市立大学, 医学部, 助教 (50468154)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ベーチェット病 / 乾癬 / 強直性脊椎炎 / ＨＬＡ Class I / ERAP1 / ゲノムワイド関連解析 / SNP

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、ベーチェット病・乾癬・強直性脊椎炎のゲノムワイド関連解析(GWAS)で同定された疾患感受性遺伝子であるアミノペプチダーゼERAP1の役割を解明することを目的としている。ベーチェット病・乾癬・強直性脊椎炎はいずれもヒト白血球抗原(HLA)-Class Iと遺伝学的に強い関連を認めるが、ERAP1はこのHLA Class Iにペプチドを提示するために重要な酵素である。ERAP1の多型と特定のHLA-Class I間には（たとえばベーチェット病ではHLA-B*51)上記３疾患においていずれも遺伝子相互作用（2つのランダムな遺伝子座の相加効果以上の作用）を認めることから、ERAP1の機能解明を通じて、炎症性疾患で最も重要な遺伝子であるHLAを標的とした治療法の開発が期待できる。
昨年度以下の進展があった。①遺伝学的な観点からERAP1のアロタイプをトルコ人において解析したところ、強直性脊椎炎・乾癬と関連している遺伝子型は先祖型であったのに対し、ベーチェット病と関連しているERAP1型は5つのアミノ酸残基が異なっていることが判明した。5つのアミノ酸残基の中にゲノムワイド関連解析で同定されたR725QとD575Nが含まれている。つまり、先祖型と、この5つのアミノ酸残基を先祖型より置換したERAP1との機能解析の比較が重要である。②ヒトERAP1発現ベクターを構築し、ERAP1多型を導入した。またHLA-B*51:01発現ベクターを入手した。③ERAP1欠損マウスの作成に着手した。④ベーチェット病患者末梢血より単球を分離してマクロファージを分化培養して機能評価する系を確立した。本年度はさらにこれらの実験系を推進してゆく。

Current Status of Research Progress

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

Reason

①遺伝学的な観点からERAP1のアロタイプをトルコ人において解析したところ、強直性脊椎炎・乾癬と関連している遺伝子型は先祖型であったのに対し、ベーチェット病と関連しているERAP1型は5つのアミノ酸残基が異なっていることが判明した。5つのアミノ酸残基の中にゲノムワイド関連解析で同定されたR725QとD575Nが含まれている。つまり、先祖型と、この5つのアミノ酸残基を先祖型より置換したERAP1との機能解析の比較が重要である。②ヒトERAP1発現ベクターを構築し、ERAP1多型を導入した。またHLA-B*51:01発現ベクターを入手した。③ERAP1欠損マウスの作成に着手した。④ベーチェット病患者末梢血より単球を分離してマクロファージを分化培養して機能評価する系を確立した。

Strategy for Future Research Activity

ERAP1の複雑なアロタイプが判明し、なかでも5つのアミノ酸残基の重要性が判明した。先祖型との違いが機能的に重要と考えられる。文献的には先祖型と比較してベーチェット病のリスク型はペプチドのトリミング速度が低いことが報告されている。ベーチェット病に関しては、HLA-B*51に結合する「病原性ペプチド」または「疾患保護的ペプチド」が、このERAP1の型の違いでどのように変化するのかが興味が持たれる。本年度は遺伝子改変マウスおよびヒト細胞株などの強制発現系を用いて、炎症反応、HLA-Class Iの発現の変化、CD8T細胞のCTL活性や、NK機能活性に対する影響、M1/M2マクロファージ分画におけるERAP1の機能の違いなどを研究推進していく予定である。

Causes of Carryover

遺伝子改変マウスの作成までの過程に時間がかかっているため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

マウスが作成でき次第、使用する。

Research Products

• [Journal Article] Genetic architectures of seropositive and seronegative rheumatic diseases. (2015)
  • Author(s): Kirino Y, Remmers EF.
  • Journal Title: Nat Rev Rheumatol Volume: 11 Pages: 401-14
  • DOI: 10.1038/nrrheum.2015.41.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Takayasu arteritis and ulcerative colitis -high concurrence ratio and genetic overlap. (2015)
  • Author(s): Terao C, Matsumura T, Yoshifuji H, Kirino Y, Maejima Y, Nakaoka Y, Takahashi M, Amiya E, Tamura N, Nakajima T, Origuchi T, Horita T, Matsukura M, Kochi Y, Ogimoto A, Yamamoto M, Takahashi H, Nakayamada S, Saito K, Wada Y, Narita I, Kawaguchi Y, Yamanaka H, Ohmura K, Atsumi T, Tanemoto K, Miyata T, et al.
  • Journal Title: Arthritis Rheumatol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1002/art.39157
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A polymorphism in CCR1/CCR3 is associated with narcolepsy. (2015)
  • Author(s): Toyoda H, Miyagawa T, Koike A, Kanbayashi T, Imanishi A, Sagawa Y, Kotorii N, Kotorii T, Hashizume Y, Ogi K, Hiejima H, Kamei Y, Hida A, Miyamoto M, Imai M, Fujimura Y, Tamura Y, Ikegami A, Wada Y, Moriya S, Furuya H, Takeuchi M, Kirino Y, Meguro A, Remmers EF, Kawamura Y, Otowa T, Miyashita A, et al.
  • Journal Title: Brain Behav Immun. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.bbi.2015.05.003
  • Peer Reviewed