肝臓研究室・肝臓分子免疫病態研究グループ

私たちの研究グループは、以下のテーマを中心に研究を進めています。

 肝臓は代謝,生態防御,免疫を介して全身に影響を与える重要臓器です。この臓器は肝炎ウイルス,薬剤,代謝負荷などのターゲットになっており,肝細胞死,線維化,癌化などの病態が発生します。私たちはこのような病態を分子・細胞レベルで解析し,これらの知見を統合して,肝臓病に対する理解を深めていきたいと考えています。このような知的探究の成果がよりよい臨床にむすびつくことを目標に以上のような研究活動を行っています。

肝細胞死の分子機構の解析

肝障害の慢性化は肝硬変や肝癌の発生につながり、また過剰で急激な障害は肝不全による個体の死へと直結します。肝障害を引き起こす因子は肝炎ウイルス、アルコール、薬剤、自己免疫機序、脂肪沈着、虚血、鉄や銅の沈着など多様ですが、このような刺激により最終的に肝細胞がどのようにして生と死を決定するのか、そのメカニズムに興味を持っています。また、肝癌においては癌細胞が死を回避するメカニズムを獲得していることが予想されます。このような分子メカニズムを研究することは、劇症肝炎の治療や肝癌の治療に直結する可能性があります。

私たちはBcl-2ファミリーのなかでBcl-xLおよびMcl-1が肝細胞の恒常性を保つ上で必須の分子であることを コンディショナルノックアウトマウスを用いて明らかにしました(1,2)。すなわちこれらを欠損させた肝細胞はアポトーシスによる細胞死に陥ることが分かりました。肝細胞は生理的にも種々のストレスにさらされていると考えられていますが、実際に私たちは生理的状態の肝細胞において、Bidというアポトーシスシグナルが常に活性化しているということを明らかにしました(3)。このようなアポトーシスシグナルはミトコンドリア上のBak/Baxの活性化に集約され、死の実行過程へと変換されます(4-6)。そのためBcl-xLおよびMcl-1は、常にさらされているアポトーシスシグナルから肝細胞を守るために必要不可欠な、まさにキーモレキュールだったのです。さらに興味深いことに、肝細胞のアポトーシスが持続すると、それだけで肝癌が誘発されることも明らかにしました(7)。このことは、慢性肝疾患に認められるアポトーシスの持続(ALTの上昇)が、発癌のリスク因子であると知られていることを支持する結果です。

一方、ヒトの肝癌ではBcl-xLやMcl-1の機能の増強がみられ、microRNAや 脱アミド化による転写後制御を受けていることも明らかにしました(8-10)。これらの分子の活性化は腫瘍増殖に直結する分子イベントであり、抑制することにより腫瘍発育が遅延することも示しました(11,12)。生理的状態で肝細胞の恒常性の維持には必要不可欠なBcl-xLおよびMcl-1は、肝癌では逆に癌の生存を助け、増殖を促進させていたわけです。 現在、この肝細胞死の制御による肝障害・肝癌に対する新規治療の確立にむけて研究しています。また持続肝障害からの発癌機構の解明にも取り組んでいます。最近は肝細胞アポトーシスの分子機構だけではなく非アポトーシス型の細胞死(ネクローシス,オートファジー)についても研究を展開しています。

Bcl-2ネットワークによる肝細胞死の制御


Bci-2
  1. Takehara T, Tatsumi T, Suzuki T, et al. Hepatocyte-specific disruption of Bcl-xL leads to continuous hepatocyte apoptosis and liver fibrotic responses. Gastroenterology 127: 1189-1197, 2004.
  2. Hikita H, Takehara T, Shimizu S, et al. Mcl-1 and Bcl-xL cooperatively maintain integrity of hepatocytes in developing and adult murine liver. Hepatology 50: 1217-1226, 2009.
  3. Hikita H, Takehara T, Kodama T, et al. BH3-Only Protein Bid Participates in the Bcl-2 Network in Healthy Liver Cells. Hepatology 50: 1972-1980, 2009.
  4. Kodama T, Takehara T, Hikita H, et al. BH3-only activator proteins, Bid and Bim, are dispensable for Bak/Bax-dependent thrombocyte apoptosis induced by Bcl-xL deficiency: Molecular requisites for the mitochondrial pathway to apoptosis in platelets. J Biol Chem 286: 13905-13013, 2011.
  5. Hikita H, Takehara T, Kodama T, et al. Delayed-onset caspase-dependent massive hepatocyte apoptosis upon Fas activation in Bak/Bax-deficient mice. Hepatology 54: 240-251, 2011
  6. Kodama T, Hikita H, Kawaguchi T, et al. Mcl-1 and Bcl-xL regulate Bak/Bax-dependent apoptosis of the megakaryocytic lineage at multistage. Cell Death Differ. In press.
  7. Hikita H, Kodama T, Shimizu S, et al. Bak deficiency inhibits liver carcinogenesis: a causal link between apoptosis and carcinogenesis. J Hepatol. 57: 92-100, 2012
  8. Takehara T, Liu X, Fujimoto J, et al. Expression and role of Bcl-xL in human hepatocellular carcinomas. Hepatology 34:55-61, 2001.
  9. Shimizu S, Takehara T, Hikita H, et al. The let-7 family of microRNAs inhibits Bcl-xL expression and potentiates sorafenib-induced apoptosis in human hepatocellular carcinoma. J Hepatol. 52: 698-704, 2010.
  10. Takehara T, Takahashi H. Suppression of Bcl-xL deamidation in human hepatocellular carcinomas. Cancer Res 63: 3054-3057, 2003.
  11. Hikita H, Takehara T, Shimizu S, et al. The Bcl-xL Inhibitor, ABT-737, efficiently induces apoptosis and suppresses growth of hepatoma cells in combination with sorafenib. Hepatology 52: 1310-1321, 2010.
  12. Shimizu S, Takehara T, Hikita H, et al. Inhibition of autophagy potentiates the anti-tumor effect of the multi-kinase inhibitor sorafenib in hepatocellular carcinoma. Int J Cancer. 131: 548-557, 2012.
(2012年10月29日更新)

肝線維化の分子機構と肝による生体防御

 肝臓は非常に再生能力の高い臓器でありますが、炎症による肝細胞死と代償的な肝再生が持続的に繰り返される状況下においては、その創傷治癒反応の一つとして肝臓内に線維化が生じることが知られています。我々のグループでは、分子生物学や遺伝子工学的なアプローチを用いて、細胞間相互作用やシグナル伝達といった観点から特に肝線維化や炎症の制御機構に関して研究を行っております。
 肝線維化の病態生理においては肝星細胞がその進行に中心的な役割を果たすと考えられており、これまで肝星細胞の活性化制御機構や他の細胞との相互作用について様々な報告を行って参りました。その中でも近年我々は血小板と肝星細胞の細胞間相互作用に着目し、肝星細胞によるI型コラーゲン(硬変肝に蓄積する主要な線維)産生を血小板が抑制することを見出し、また遺伝子改変マウスを用いた研究から血小板減少状態が肝線維化を増悪させる事を明らかとしました(1)。この結果は、新しい細胞間相互作用を見出したのみならず、慢性肝炎・肝硬変患者の単なる高頻度な合併症であると考えられていた血小板減少が肝線維化進展の新規治療標的となる可能性を示した非常に興味深い結果であると考えられます。また最近我々は肝細胞と肝星細胞の細胞間相互作用にも着目し種々の遺伝子改変マウスを用いることにより、重要な癌抑制遺伝子として知られるp53遺伝子が、肝細胞において線維化促進作用をもつCTGFの発現を誘導し、肝線維化においても重要な役割を担っている事を見出しました(2)。また臨床検体を用いた研究より、このp53-CTGF経路が慢性肝疾患・肝硬変患者の肝線維化進展に関与している可能性があることを明らかにしました(2)。これらの結果は、p53-CTGF経路が肝線維化の新規治療標的となる事を示唆しており意義深い結果であると考えられます。また我々は、肝を介した炎症の制御機構についても現在までに多数の報告を行って参りました。その中でも近年特に、炎症性サイトカインの細胞内シグナル伝達や急性期蛋白の産生において重要な役割を果たす分子であるSTAT3に着目して研究を行い、肝細胞STAT3が敗血症などの炎症に対して保護的に働いている事を報告致しました(3)。またその後この肝細胞STAT3を介して産生される急性期蛋白(APP)等が、炎症の制御のみならず、肝線維化に対しても保護的に働いている事を明らかにしました(4)。これらの結果から、肝細胞におけるSTAT3経路もまた肝炎症・線維化の治療標的になりうると考えられます。
 このように肝における炎症・線維化の制御機構に関しては、種々の細胞が関与しており、またその細胞間相互作用は非常に複雑であります(図)。今後こういった基礎的な研究をさらに発展させることでその制御機構の全貌を明らかにしていくと同時に、これらの研究結果を基にしたtranslational researchにも積極的に取り組んで行きたいと考えています。

肝炎症・肝線維化における細胞間相互作用


flow
  1. Kodama T, Takehara T, Hikita H, et al. Thrombocytopenia exacerbates cholestasis-induced liver fibrosis in mice. Gastroenterology;138:2487-98, 2498 e1-7, 2010.
  2. Kodama T, Takehara T, Hikita H, et al. Increases in p53 expression induce CTGF synthesis by mouse and human hepatocytes and result in liver fibrosis in mice. J Clin Invest; 121(8):3343-56, 2011.
  3. Sakamori R, Takehara T, Ohnishi C, et al. Signal transducer and activator of transcription 3 signaling within hepatocytes attenuates systemic inflammatory response and lethality in septic mice. Hepatology; 46: 1564-73, 2007.
  4. Shigekawa M, Tekahara T, Kodama T, et al. Involvement of STAT3-regulated hepatic soluble factors in attenuation of stellate cell activity and liver fibrogenesis in mice. Biochem Biophys Res Commun; 406: 614-20, 2011.

肝がんおける先天免疫を標的とした癌免疫治療の開発

 肝臓はNK細胞,NKT細胞,樹状細胞(DC)などの先天免疫やT細胞などの獲得免疫に関与する免疫担当細胞を豊富に含有する臓器です。このような免疫細胞は肝障害の発生や発癌の抑制に重要な役割を持っていると考えられます。私達は肝臓でのDCとNKT細胞のクロストークにより、DCの成熟・活性化、NK細胞の活性化、T細胞の活性化がおこり、腫瘍が先天免疫細胞により肝臓から拒絶され、後に強い獲得免疫応答が残ることを示しました(1-4)。また、肝癌の拒絶と獲得免疫応答の形成はConAなどのレクチン投与(5)やインターフェロンα(IFNα)やIL-12などの遺伝子治療(6-8)でも、主にNK細胞の活性化をおこすことにより誘導されることを見出しています。このように,先天免疫細胞を活性化させることにより腫瘍の拒絶をはかり、さらに獲得免疫を形成させるという戦略は原発性肝癌や転移性肝癌の免疫治療を構築する上で重要であると考えられます。私達はDCを用いた前臨床研究を展開してきましたが(9-12)、最近はMyeloid derived suppressor cells (MDSC)や制御性T細胞などの抑制性免疫細胞の腫瘍免疫誘導における役割に注目しています。これら免疫抑制細胞の肝癌における意義も明らかにしていくことで、新たな治療法の開発を目指しています。NK細胞は正常細胞を自己、がん細胞を非自己と認識することにより、がん細胞を特異的に傷害し、癌の発育進展を抑制する方向に制御することが知られています。我々はNK細胞による癌細胞の認識において重要な役割を果たす分子であるMHC class I-related chain A (MICA) に注目し、NK細胞による肝発癌および癌発育進展の制御機構とがん側の逃避機構という視点から精力的に研究を行っています(図)。MICA はNK細胞活性化レセプターの一つであるNKG2Dのリガンドであり、正常肝細胞では発現が認められないが肝癌では発現誘導が認められ、NK細胞による肝癌細胞の傷害がMICA-NKG2Dの系に依存していることを報告しました(13)。また、肝硬変、肝癌患者では血清中の可溶型MICA濃度が上昇していること、肝癌に対する治療介入により血清濃度が低下しNK細胞上のNKG2D発現が改善することを明らかにしました(14)。慢性肝疾患の進展に伴い膜結合型だけでなく可溶型MICAレベルが上昇し、NKG2Dを介したNK細胞による細胞傷害活性を減弱させることにより、NK細胞による免疫監視機構から逃避させ、肝癌の発生や発育進展に寄与することを示唆しています。またFGF-2やIL-1βによる肝細胞癌におけるMICA発現の制御(15,16)や肝細胞癌の癌幹細胞におけるMICAの発現制御と先天免疫に対する抵抗性を明らかにしており(17)、肝細胞癌におけるMICAの意義について様々な角度から解析しています。さらに、肝癌に対する肝動脈塞栓療法時に使用される抗癌剤であるEpirubicinや肝癌に対する分子標的薬であるSorafenibが膜結合型MICAの発現を上昇させ、肝癌細胞のNK細胞に対する感受性を増大させることも報告しました(18,19)。今後薬剤等による免疫修飾作用を応用した新たな免疫化学療法の確立を目指しています。

肝がんによるNK細胞活性の制御と薬剤による修飾


Bci-2
  1. Miyagi T, Takehara T, Tatsumi T, et al. CD1d-mediated stimulation of natural killer T cells selectively activates hepatic natural killer cells to eliminate experimentally disseminated hepatoma cells in murine liver. Int J Cancer 106: 81-89, 2003.
  2. Tatsumi T, Takehara T, Yamaguchi S, et al. Intrahepatic delivery of α-galactosylceramide-pulsed dendritic cells suppresses liver tumor. Hepatology 45: 22-30, 2007.
  3. Sasakawa A, Tatsumi T, Takehara T, et al. Activated liver dendritic cells generates strong acquired immunity in α-galactosylceramide treatment. J Hepatol 50: 1155-1162, 2009.
  4. Tatsumi T, Takehara T, Yamaguchi S, et al. Decreased expressions of CD1d molecule on liver dendritic cells in subcutaneous tumor bearing mice. J Hepatol 49:779-786, 2008.
  5. Miyagi T, Takehara T, Tatsumi T, et al. Concanavarin A injection activates intrahepatic innate immune cells to provoke an anti-tumor effect in murine liver. Hepatology 40: 1190-1196, 2004.
  6. Takehara T, Uemura A, Tatsumi T, et al. Natural killer cell-mediated ablation of metastatic liver tumors by hydrodynamic injection of IFNα gene to mice. Int J Cancer 120: 1252-1260, 2007.
  7. Uemura A, Takehara T, Miyagi T, et al. Natural Killer cell is a major producer of interferon γ that is critical for the IL-12-induced antitumor effect in mice. Cancer Immunol Immunother 59: 453-463, 2010.
  8. Tatsumi T, Takehara T, Yamaguchi S, et al. Injection of IL-12 gene-transduced dendritic cells into mouse liver tumor lesions activates both innate and acquired immunity. Gene Ther 14: 863-871, 2007.
  9. Tatsumi T, Takehara T, Kanto T, et al. Administration of interleukin-12 enhances the therapeutic efficacy of dendritic cell-based tumor vaccines in mouse hepatocellular carcinoma. Cancer Res 61:7563-7567, 2001.
  10. Yamaguchi S, Tatsumi T, Takehara T, et al. Immunotherapy of murine colon cancer using receptor tyrosine kinase EphA2-derived peptide-pulsed dendritic cell vaccines. Cancer 110: 1469-1477, 2007.
  11. Yamaguchi S, Tatsumi T, Takehara T, et al. Dendritic cell-based vaccines suppress metastatic liver tumor via activation of local innate and acquired immunity. Cancer Immunol Immunother 57: 1861-1869, 2008.
  12. Yamamoto M, Tatsumi T, et al. α-fetoprotein impairs activation of NK cells by inhibiting the function of dendritic cells. Clin Exp Immunol 165: 211-219, 2011
  13. Jinushi M, Takehara T, Tatsumi T, et al. Impairment of natural killer cell and dendritic cell functions by the soluble form of MHC class I-related chain A in advanced human hepatocellular carcinomas. J Hepatol 43: 1013-1020, 2005.
  14. Kohga K, Takehara T, Tatsumi T, et al. Serum levels of soluble major histocompatibility complex (MHC) class I-related chain A in patients with chronic liver diseases and changes during transcatheter arterial embolization for hepatocellular carcinoma. Cancer Sci 99: 1643-9, 2008.
  15. Tsunematsu H, Tatsumi T, Kohga K, et al. Fibroblast growth factor-2 enhances NK sensitivity of hepatocellular carcinoma cells. Int J Cancer, 130: 356-364, 2012
  16. Kohga K, Tatsumi T, et al. Interleukin-1β enhances the production of soluble MICA in human hepatocellular carcinoma. Cancer Immunol Immunother 61: 1425-1432, 2012
  17. Kohga K, Tatsumi T, Takehara T, et al.Expression of CD133 confers malignant potential by regulating metalloproteinases in human hepatocellular carcinoma. J Hepatol 52: 872-879, 2010
  18. Kohga K, Takehara T, Tatsumi T, et al. Anticancer chemotherapy inhibits MHC class I-related chain a ectodomain shedding by downregulating ADAM10 expression in hepatocellular carcinoma. Cancer Res 69: 8050-7, 2009.
  19. Kohga K, Takehara T, Tatsumi T, et al. Sorafenib inhibits the shedding of major histocompatibility complex class I-related chain A on hepatocellular carcinoma cells by down-regulating a disintegrin and metalloproteinase 9. Hepatology 51: 1264-73, 2010.
(2012年11月23日更新)

C型肝炎・肝がんにおける先天免疫の役割の解明とその制御

 ウイルス感染やがんの進展に対する宿主側の防御応答として重要な役割を担う自然免疫が、C型肝炎・肝がんの病態や治療においても深く関与していることを我々は報告してきました。特に、自然免疫において鍵となる担い手であるInterferon (IFN) とNatural killer (NK) 細胞(1, 2)、また自然免疫と獲得免疫の橋渡し的役割を果たす樹状細胞に注目し研究を展開しています。
C型慢性肝炎においては、NK細胞の数の変化のみならず機能的な変化、すなわちNK細胞におけるIFN- のシグナル伝達が変化しており、IFN- 刺激に対する反応性が変調をきたしていることを見出し、HCVの持続感染やIFN治療抵抗性に関連していることを報告しました(3, 4)。また、樹状細胞とNK細胞のクロストークによるNK細胞機能の活性化機構にもHCV感染が影響を及ぼし、持続感染の病態に関与していることを報告しました(5-7)。
ウイルス感染だけでなく、がんの発育進展にも自然免疫は深く関与することが明らかになってきています。特にNK細胞は正常細胞を自己、がん細胞を非自己と認識することにより、がん細胞を特異的に傷害し、がんの発育進展を抑制する方向に制御することが知られています。NK細胞によるがん細胞の認識において重要な役割を果たす分子であるMHC class I-related chain A (MICA) に注目し、NK細胞による肝発がんおよびがん発育進展の制御機構とがん側の逃避機構という視点から精力的に研究を行っています。
MICA はNK細胞活性化レセプターの一つであるNKG2Dのリガンドであり、正常肝細胞では発現が認められないが肝がんでは発現誘導が認められ、NK細胞による肝がん細胞の傷害がMICA-NKG2Dの系に依存していることを報告しました(8)。また、肝硬変、肝がん患者では血清中の可溶型MICA濃度が上昇していること、肝がんに対する治療介入により血清濃度が低下しNK細胞上のNKG2D発現が改善することを明らかにしました(9)。慢性肝疾患の進展に伴い膜結合型だけでなく可溶型MICAレベルが上昇し、NKG2Dを介したNK細胞による細胞傷害活性を減弱させることにより、NK細胞による免疫監視機構から逃避させ、肝がんの発生や発育進展に寄与することを示唆しています。
さらに、肝がんに対する肝動脈塞栓療法時に併用される抗がん剤であるEpirubicinや肝がんに対する分子標的薬であるSorafenibが膜結合型MICAの発現を上昇させ、肝がん細胞のNK細胞に対する感受性を増大させることも報告しました(10, 11)。薬剤等による免疫修飾作用という新たな側面にも注目しています。

NK細胞はC型肝炎の病態に深く関与する


Bci-2
  1. Miyagi T, et al. High basal STAT4 balanced by STAT1 induction to control type 1 interferon effects in natural killer cells. J Exp Med 204: 2383-96, 2007
  2. Lee SH, Miyagi T, et al. Keeping NK cells in highly regulated antiviral warfare. Trends Immunol 28: 252-9, 2007.
  3. Miyagi T, Shimizu S, Tatsumi T, et al. Differential alteration of CD56bright and CD56dim natural killer cells in frequency, phenotype, and cytokine response in chronic hepatitis C virus infection. J Gastroenterol 46: 1020-30, 2011.
  4. Miyagi T, Takehara T, Nishio K, et al. Altered interferon-alpha-signaling in natural killer cells from patients with chronic hepatitis C virus infection. J Hepatol 53: 424-30, 2010.
  5. Jinushi M, Takehara T, Kanto T, et al. Critical role of MHC class I-related chain A and B expression on IFN-alpha-stimulated dendritic cells in NK cell activation: impairment in chronic hepatitis C virus infection. J Immunol 170: 1249-56, 2003.
  6. Jinushi M, Takehara T, Tatsumi T, et al. Negative regulation of NK cell activities by inhibitory receptor CD94/NKG2A leads to altered NK cell-induced modulation of dendritic cell functions in chronic hepatitis C virus infection. J Immunol 173: 6072-6081, 2004.
  7. Jinushi M, Takehara T, Tatsumi T, et al. Autocrine/paracrine IL-15 that is required for type I IFN-mediated dendritic cell expression of MHC class I-related chain A and B is impaired in hepatitis C virus infection. J Immunol 171: 5423-5429, 2003.
  8. Jinushi M, Takehara T, Tatsumi T, et al. Impairment of natural killer cell and dendritic cell functions by the soluble form of MHC class I-related chain A in advanced human hepatocellular carcinomas. J Hepatol 43: 1013-1020, 2005.
  9. Kohga K, Takehara T, Tatsumi T, et al. Serum levels of soluble major histocompatibility complex (MHC) class I-related chain A in patients with chronic liver diseases and changes during transcatheter arterial embolization for hepatocellular carcinoma. Cancer Sci 99: 1643-9, 2008.
  10. Kohga K, Takehara T, Tatsumi T, et al. Anticancer chemotherapy inhibits MHC class I-related chain a ectodomain shedding by downregulating ADAM10 expression in hepatocellular carcinoma. Cancer Res 69: 8050-7, 2009.
  11. Kohga K, Takehara T, Tatsumi T, et al. Sorafenib inhibits the shedding of major histocompatibility complex class I-related chain A on hepatocellular carcinoma cells by down-regulating a disintegrin and metalloproteinase 9. Hepatology 51: 1264-73, 2010.
(2012年11月23日更新)

C型肝炎ウイルス・B型肝炎ウイルスの増殖と生体の相互作用の解明

 日本の肝疾患の多くは、B型肝炎ウイルス(HBV)・C型肝炎ウイルス(HCV)の2つのウイルスに起因しています。特に肝細胞癌の大半は肝炎ウイルスが関連しており、この2つのウイルスを制御することが、肝疾患ひいては肝癌発症の抑制につながります。私たちは、これらウイルスが細胞内で増殖するメカニズムや、ウイルスが発癌に果たす役割について解析を行ってきました。HBVは3,200塩基対というきわめてコンパクトなゲノムからなる不完全2本鎖環状DNAウイルスです。私たちは、増殖可能なHBVゲノムをhydrodynamics法によりマウスの肝臓に導入することにより,ヒトのHBV急性感染(1)あるいは慢性感染(2)に類似したモデルの作成に成功しています。このモデルを用いると、種々の遺伝的バックグラウンドをもつ個体の中で、任意のHBV遺伝子配列を持つウイルスがどのように増殖するのかを容易に検討することができます。またHBV感染の様々な病態は宿主側の要因とウイルス側の要因によって影響を受けます。私たちはHBVのDNAに結合する宿主側の転写因子を同定し、ウイルス増殖に関与していることを見いだしました(3)。一方、ウイルスDNAの全塩基配列を解析することにより、ウイルスDNAの変異と肝炎の病態や薬剤耐性との関連を明らかにしてきました(4,5)。HCVは9,600塩基からなる1本鎖RNA ゲノムを持つウイルスです。長期感染により癌を誘発する癌ウイルスでもあり、HCVコア蛋白により誘導される遺伝子の同定(6)ならびに、細胞周期(7)や細胞分化(8)への影響を明らかにし、HCVの肝発癌への関与を検討してきました。また、C型肝炎におけるインターフェロン(IFN)治療の奏功率が十分とは言えない現状から、HCVがIFNシグナルに及ぼす影響や(8)、IFNがHCVを抑制する詳細なメカニズムの解析(9)についても精力的に進めてきました。

 今後は、より個々人の病態に即した診断・治療が必要となってきます。宿主、ウイルスそれぞれの遺伝子解析をすることで病態形成や薬剤耐性のメカニズムを解明し、これまでの知見を基に、より効果的な抗ウイルス療法の開発、肝発癌の診断や治療、予防につなげていきたいと考えています。

HBV感染の種特異性を遺伝子を用いて克服する


HBV
  1. Suzuki T, Takehara T, Ohkawa K, et al. Intravenous injection of naked plasmid DNA encoding hepatitis B virus (HBV) produces HBV and induces humoral immune response in mice. Biochem Biophys Res Commun 300:784-788, 2003.
  2. Takehara T, Suzuki T, Ohkawa K, et al. Viral covalently closed circular DNA in a non-transgenic mouse model for chronic hepatitis B virus replication. J Hepatol 44:267-274, 2006.
  3. Ishida H, Ueda K, Ohkawa K, et al. Identification of multiple transcription factors, HLF, FTF, and E4BP4, controlling hepatitis B virus enhancer II. J Virol 74:1241-1251, 2000.
  4. Ohkawa K, Takehara T, Kato M, et al. Supportive role of precore and preS2 genomic changes on establishment of lamivudine-resistance hepatitis B virus. J Infect Dis 198: 1150-1158, 2008.
  5. Ohkawa K, Takehara T, Kato M, et al. Mutations associated with the therapeutic efficacy of adefovir dipivoxil added to lamivudine in patients resistant to lamivudine with type B chronic hepatitis. J Med Virol 81: 798-806, 2009.
  6. Ohkawa K, Ishida H, Nakanishi F, et al. Changes in gene expression profile by HCV core protein in cultured liver cells: analysis by DNA array assay. Hepatol Res 25:396-408, 2003.
  7. Hosui A, Ohkawa K, Ishida H, et al. Hepatitis C virus core functions as a suppressor of cyclin-dependent kinase-activating kinase and impairs cell cycle progression. J Biol Chem 279:11719-11726, 2004.
  8. Hosui A, Ohkawa K, Ishida H, et al. Hepatitis C virus core protein differently regulates the JAK-STAT signaling pathway under interleukin-6 and interferon-gamma stimuli. J Biol Chem 278:28562-28571, 2003.
  9. Ishida H, Ohkawa K, Hosui A, et al. Involvement of p38 signaling pathway in interferon-alpha-mediated antiviral activity toward hepatitis C virus. Biochem Biophys Res Commun 321:722-727, 2004.

肥満に伴う慢性肝疾患および自己免疫性肝炎における免疫病態の解明

 肥満に伴うメタボリック症候群の肝臓における表現型である非アルコール性脂肪性肝疾患は成人日本人の実に十人に一人が罹患しているともいわれています。なかでも非アルコール性脂肪肝炎(NASH)は肝硬変、肝がんへと進展しうる病態として注目されています。
一方で、肝臓を場とする自己免疫疾患である自己免疫性肝炎は、緩やかな経過をたどるものから、急速に進行し肝硬変へといたる症例もあり、治療に苦慮する症例も少なくありません。
肝臓はその解剖学的な位置から、門脈を経由して腸管から流入する細菌成分や食餌性抗原に常に暴露される状況におかれています。 Lipopolysaccharide (LPS)に代表される細菌成分は、肝実質細胞、非実質細胞を問わず肝臓内の種々の構成細胞をToll-like receptor (TLR)を介して刺激する可能性があります。 しかしながら、通常の状態では、免疫学的な均衡が維持されており、肝臓内に炎症は惹起されません。なにがしかの免疫抑制的な機序が働いているものと考えられています。しかしこのような免疫学的な均衡維持機構が破綻すると、肝臓を場とする炎症が引き起こされ、慢性に経過すると肝線維化や肝がんの発生へとつながっていきます。我々は、このような視点から、脂肪肝炎の免疫学的側面や自己免疫性肝炎の病態に関する研究を展開しています。
Invariant Natural Killer T (iNKT) 細胞は免疫細胞の一種で、自然免疫と獲得免疫との橋渡し的な役割を果たすことにより、抗腫瘍免疫においてだけでなく、微生物感染に対する防御反応や免疫学的な均衡の維持においても重要な役割を果たすことが明らかになってきています。
我々は、iNKT細胞が脂肪肝炎の病態進展において重要な役割を果たしていることを報告しました(1)。また、iNKT細胞が消失するとIL-17の産生を介して肝臓に炎症が惹起されることを見出し、自己免疫性肝炎の病態への関連を示唆する結果を得ています。
NK細胞やNKT細胞といった自然免疫に属する細胞は、肝臓において他臓器に比べて豊富に存在しており、抗腫瘍免疫といった視点でみると宿主側にとって恩恵をもたらす面がある一方で(2-5)、肝炎や肝障害といった面では逆に宿主側に有害となることもあり、それらを制御することで、肝線維化や肝発がんといった慢性に経過する肝疾患の進展を防御し、病態を緩和することが可能ではないかといった観点から研究を進めています。

NAFLD/NASHにおけるiNKT細胞の果たす役割


NAFLD/NASH
  1. Miyagi T, Takehara T, Uemura A, et al. Absence of invariant natural killer T cells deteriorates liver inflammation and fibrosis in mice fed high-fat diet. J Gastroenterol 45: 1247-54, 2010.
  2. Miyagi T, Takehara T, Tatsumi T, et al. CD1d-mediated stimulation of natural killer T cells selectively activates hepatic natural killer cells to eliminate experimentally disseminated hepatoma cells in murine liver. Int J Cancer 106: 81-89, 2003.
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(2012年11月23日更新)