平成１２年度研究計画

研究項目A03：免疫システム構築の情報伝達制御

計画研究ケ：末梢リンパ組織における免疫系再構築のシグナル伝達機構

○ 1. 徳久剛史：胚中心での免疫記憶構築(千葉大院・医・教授・免疫学)

2. 石川博通：クリプトパッチにおけるＴ細胞の分化(慶應義塾大・医・助教授・免疫学)

目的

計画

業績

インパクトファクター

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研究目的

　リンパ球が造血幹細胞から派生し、骨髄あるいは胸腺で分化成熟して末梢で機能的細胞として働くようになるまでには、各分化段階において、細胞の生死や分化の方向性を決定するさまざまなシグナルが抗原受容体やサイトカイン受容体などを介して細胞内に伝達されると考えられる。本研究では骨髄や胸腺などの１次リンパ組織以外の末梢リンパ組織でおこるリンパ球の発生ならびに終末分化を解析し、免疫系再構築のシグナル伝達機構を明らかにする。徳久は、胚中心のＢ細胞に強発現しているBcl-6を欠損したノックアウトマウスを作製し、このマウスでは胚中心が形成されないことを明らかにした。さらに、リンパ球の活性化のプロセスで一過性に発現誘導されるc-Fosを経常的に発現するトランスジェニックマウスを作製し、このマウスでもＢ細胞が胚中心Ｂ細胞へ分化できないことを示した。また、Bcl-6ファミリーと考えられるBAZF遺伝子を単離した。そこで本研究では、分子生物学的・胚工学的技術を駆使して、発現誘導型のトランスジェニックマウスやノックアウトマウスを作製し、免疫記憶構築におけるBcl-6、BAZF、c-Fosなどの転写因子の役割を明らかにする。さらにこれら転写因子の標的遺伝子を解析し、メモリーＢ細胞の分化・アポトーシスの分子制御機構を明らかにする。石川は、マウス腸管粘膜にc-kit陽性IL-7R陽性Thy-1陽性の未分化リンパ球の集積する新しいリンパ組織を同定し、これをクリプトパッチと命名した。さらに、このクリプトパッチに分布するc-kit陽性Lin陰性の幹細胞から腸管粘膜に特有なＴ細胞が胸腺非依存性に分化成熟してくるという驚くべき事実を明らかにした。そこで本研究では、腸管粘膜免疫に重要な働きをしているこの特異なＴ細胞の分化成熟の分子機構を胸腺におけるＴ細胞分化と対比して解析し、その生理的機能を明らかにする。腸管粘膜に特有なＴ細胞では通常のＴ細胞では見られないCD8αα陽性細胞やThy-1陰性細胞が存在し、シグナル伝達機構が通常Ｔ細胞とは異なる可能性が示されているので、クリプトパッチでの派生分化との関連でそのシグナル伝達様式を解明する。このように、免疫記憶構築の仕組みを解明することは、これまでワクチン療法が不可能であった感染症の予防法の新展開につながるばかりでなく、アレルギー疾患や自己免疫病の治療法にもつながるという意味からも重要である。また、腸管粘膜のクリプトパッチに分布するＴ細胞の機能解析は、腸管粘膜免疫に新しい展開を可能にする点から重要である。最近、免疫記憶構築の場が脾臓やリンパ節内の胚中心であることが明らかにされてきている。しかし、メモリーＢ細胞分化の分子機構の詳細や抗原の再感作によりメモリーＢ細胞がどのようにして活性化されるかは、いまだに明らかにされていない。また、腸管粘膜で未分化リンパ球の集積する新しいリンパ組織であるクリプトパッチの発見は世界に先駆けたものであり、まったく独創的である。

研究計画

徳久：胚中心におけるメモリーＢ細胞分化のしくみを転写因子のレベルで解析することにより、免疫記憶構築の分子機構を明らかにする。そのため胚工学技術を駆使して、免疫記憶に関連した転写因子をコードする遺伝子を生体内で改変することにより、免疫記憶異常マウスを作製する。そのためc-Fos、Bcl-6やBAZFなどの転写因子を用いる。これらの遺伝子を発現誘導型遺伝子のプロモーターの支配下に組み換えてトランスジェニックマウスを作製したり、ノックアウトマウスを作製する。これらのマウスにおける免疫記憶の異常を、これらの転写因子の標的遺伝子を含めた分子のレベルでかつ形態学的に解析することにより、免疫記憶構築の分子機構を明らかにする。さらに、その分子機構を改変することにより、免疫記憶の成立をコントロールするシステムの開発をめざす。

石川：腸管粘膜免疫に重要な働きをしているこの特異なＴ細胞の分化成熟の分子機構を胸腺におけるＴ細胞分化と対比して解析し、その生理的機能を明らかにする。腸管粘膜に特有なＴ細胞では通常のＴ細胞では見られないCD8αα陽性細胞やThy-1陰性細胞が存在し、シグナル伝達機構が通常Ｔ細胞とは異なる可能性が示されているので、クリプトパッチでの派生分化との関連でそのシグナル伝達様式を解明する。胎児肝や骨髄に存在するc-kit+ Lin- SCは多能性造血幹細胞であることが明らかにされており、in vitro培養系でT細胞（デオキシグアノシン処理胎児胸腺内）やB細胞及びmyeloid細胞（ストローマ細胞上）へと発達分化可能である。CP-SCについても同様のin vitro手法やCPを含む腸粘膜組織のorgan cultureで発達分化を追究する。予備的知見によればCP-SCは腸管粘膜局所、すなわちCP内でのみT細胞へと発達分化可能なdefinitive T前駆細胞であることが示唆されている。

研究業績

徳久剛史

1. Kobayashi, K., M. Hatano, M. Otaki, T. Ogasawara, and T. Tokuhisa. Expression of a murine homologue of inhibitor of apoptosis protein (IAP) is related to cell proliferation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96:1457-1462, 1999.

2. Okada, S., T. Fukuda, K. Inada, and T. Tokuhisa. Overexpression of c-fos suppresses cell cycle entry of dormant hematopoietic stem cells. Blood. 93: 816-825, 1999.

3. Inada, K., S. Okada, J. Phuchareon, M. Hatano, T. Sugimoto, H. Moriya, and T. Tokuhisa. c-Fos induces apoptosis in germinal center B cells. J. Immunol. 161: 3853-3861, 1998.

4. Okabe, S., T. Fukuda, K. Ishibashi, S. Kojima, S. Okada, M. Hatano, M. Ebara, H. Saisho, and T. Tokuhisa. BAZF, a novel Bcl6 homolog, functions as a transcriptional repressor. Mol. Cell. Biol. 18: 4235-4244, 1998.

5. Fukuda, T., T. Yoshida, S. Okada, M. Hatano, T. Miki, K. Ishibashi, S. Okabe, H. Koseki, S. Hirosawa, M. Taniguchi, N. Miyasaka, and T. Tokuhisa. Disruption of the Bcl6 gene results in an impaired germinal center formation. J. Exp. Med. 186: 439-448, 1997.

石川博通

1. Kohyama, M.,, M. Nanno, M. Kawaguchi-Miyashita, S. Shimada, M. Watanabe, T. Hibi, S. Kaminogawa, and H. Ishikawa. Cytolytic and IFNg-producing activities of gd T cells in the mouse intestinal epithelium are T cell receptor-b chain dependent. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 96: 7451-7455, 1999.

2. Saito, H., Y. Kanamori, T. Takemori, H. Nariuchi, E. Kubota, H. Takahashi-Iwanaga, T. Iwanaga, and H. Ishikawa. Generation of intestinal T cells from progenitors residing in gut cryptopatches. Science. 280: 275-278, 1998.

3. Watanabe, M., Y. Ueno, T. Yajima, S. Okamoto, T. Hayashi, Yamazaki M, Y. Iwao, H. Ishii, S. Habu, M. Uehira, H. Nishimoto, H. Ishikawa, J. Hata, and T. Hibi. Interleukin 7 transgenic mice develop chronic colitis with decreased Interleukin 7 protein accumulation in the colonic mucosa. J. Exp. Med. 187: 389-402, 1998.

4. Kanamori, Y., K. Ishimaru, M. Nanno, K. Maki, K. Ikuta, H. Nariuchi, and H. Ishikawa. Identification of novel lymphoid tissues in murine intestinal mucosa where clusters of c-kit+ IL-7R+ Thy1+ lympho-hemopoietic progenitors develop. J. Exp. Med. 184: 1449-1459, 1996.

5. Shiohara, T., N. Moriya, J. Hayakawa, S. Itohara, and H. Ishikawa. Resistance to cutaneous graft-vs.-host disease is not induced in TCR d gene-mutant mice. J. Exp. Med. 183: 1483-1489, 1996.

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