平成１２年度研究計画

平成１２年度研究計画

研究項目A01：抗原非特異的分子による情報伝達制御

研究計画イ：ケモカインの情報伝達制御

○ 1. 義江　修：リンパ球特異的ケモカインの作用機構(近大・医・教授・免疫学)

2. 野見山尚之：ケモカインスーパーファミリーの全メンバーの同定と機能解析(熊本大・医・講師・生化学)

目的

計画

業績

インパクトファクター

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研究目的

　免疫系を組織レベルで考えると、高度に統制された細胞の移動と局在がきわめて重要な役割をになっていることが分る。例えば未熟なT細胞は胸腺内を移動しつつ分化・成熟するが、その過程で胸腺組織の微小環境での上皮細胞や樹状細胞との段階的な相互作用を経て自己MHC拘束性と自己寛容性を獲得する。末梢血に放出された成熟ナイーブT細胞は血液と２次リンパ組織との間を活発に再循環しながら２次リンパ組織で樹状細胞による抗原刺激を受ける機会を待つ。一方、樹状細胞は末梢組織に未熟な状態で存在し、抗原を取り込むと分化を開始するとともに２次リンパ組織に移動して成熟した抗原提示細胞になる。さらに抗原刺激により増殖・分化したエフェクター／メモリーT細胞は細胞性免疫に関わるTh１型と液性免疫に関わるTh２型に分化し、それぞれ特有のパターンで標的組織に移行する。このようなリンパ球や樹状細胞の複雑で統制のとれた移動と局在の制御にはさまざまな細胞接着分子とともにリンパ球や樹状細胞に特異的に作用する一群のケモカイン（以下免疫系ケモカインと総称する）が関与することが分かってきた。そのため正常な免疫応答やさまざまな免疫病の病態形成を理解するためには免疫系ケモカインの生理的および病的役割を明らかにすることが必須である。そこで本研究は、胸腺、２次リンパ組織、腸管、皮膚、などでの免疫系ケモカインの発現と機能を生理的状態や各種疾患モデルで解析する。また、新規ケモカインおよびケモカインレセプターの探索を行う。さらにケモカインおよびケモカインレセプターの発現調節機構やケモカインによる標的細胞での遺伝子発現誘導も解析する。それによって各種免疫担当細胞の生体内での移動と局在の制御を分子レベルで解明し、免疫異常をともなう各種疾患に対する新しい治療法の基礎理論を提供することを目的とする。

研究計画

（１）免疫系ケモカインの生理的および病的役割の解析

　TARCについては胸腺での構成的発現やそのレセプターCCR４が末梢血ではTh２タイプのメモリー／エフェクターT細胞に選択的に発現していることを明らかにしている。またすでにマウスのTARCに対して単クローン性中和抗体の作製に成功しており、これを用いてマウスの各種病態モデルでのTARCの役割を順次解析していく（義江）。さらにTARC遺伝子ノックアウトマウスも作製したので、このマウスを繁殖・純系化し、リンパ組織（特に胸腺）の形成、リンパ組織のホメオスターシス、および免疫応答でのTARCの役割を明らかにする（義江）。LARCについてはすでに腸管上皮細胞での特異的発現やLPSによる発現誘導を明らかにしている。そこで今後は腸管免疫でのLARCの役割を明らかにする。そのためにまずマウスのLARCに対する中和型単クローン抗体の作製を行い、それを用いてLARCの腸管免疫での役割を正常マウスや炎症性腸疾患モデルマウスなどを用いて明らかにする（義江）。またLARCは経口免疫のアジュバントとして使用できる可能性があり、この点についても検討する（義江）。さらにLARC遺伝子ノックアウトマウスの作製も開始する（義江）。

（２）免疫系ケモカインによるシグナル伝達および遺伝子発現誘導

　すでにSLCおよびELCがCCR7を介してHIVのプライマリーＴ細胞での増殖やT細胞のIL-2依存性の増殖を促進することを見い出している。そこでSLCやELCを中心に免疫系ケモカインがリンパ球や樹状細胞のレセプターに結合することによってどのようなシグナル伝達が行われるかを解析する（義江）。またDNAチップなどを駆使してどのような遺伝子発現が誘導されるかを解析する（野見山）。

（３）新規ケモカインの探索

　引き続きESTデータベースを常時検索することにより、新規のケモカインをいち早く発見し、クローニングする（野見山）。またケモカイン遺伝子はしばしばクラスターを形成して存在する。そこで免疫系ケモカインがマップされた染色体領域のBacterial artificial clone （BAC）を同定し、それらの全塩基配列を決定することにより、新規ケモカイン遺伝子を探索する（野見山）。さらにケモカイン遺伝子の存在するゲノム領域の塩基配列をつぎつぎと決定することにより、ケモカインスーパーファミリーの形成機構を明らかにする（野見山）。

（４）新規ケモカインのレセプターの同定

　新規ケモカインのうちには我々の発見したCCケモカインPARCやILC、また他のグループが報告したCXCケモカインBRAKなどのようにまだレセプターが同定されていないものもある。さらに、ケモカインに特有のレセプター共有現象のため、すでにレセプターが同定されているケモカインでも第２、第３のレセプターが存在する可能性がある。そこで既知のケモカインレセプターに高いホモロジ−を示すオーファンGタンパク共役型レセプターを次々とクローニングし、発現させてリガンド特異性を系統的に調べる（野見山、義江）。

（５）ケモカインおよびケモカインレセプターのプロモーター解析

免疫系ケモカイン遺伝子のプロモーター領域の構造と機能を解析する。同様に、レセプター（CCR4、CCR6、CCR7）についても、プロモーター領域の構造と機能を解析する（野見山、義江）。

研究業績

義江　修

1. Ishikawa-Mochizuki I, Kitaura M, Baba M, Nakayama T, Izawa D, Imai T,　Yamada H, Hieshima K, Suzuki R, Nomiyama H, and Yoshie O. Moelcular cloning　of a novel CC chemokine, interleukin-11 receptor alpha-locus chemokine　(ILC), which is located on chromosome 9p13 and a　potential homologue of a CC　chemokine encoded by molluscum contagiosum virus. FEBS Lett 460:544-548,　1999　

2. Yoshida T, Izawa D, Nakayama T, Nakahara K, Kakizaki M, Imai T, Suzuki R,　Miyasaka M,　and Yoshie O. Molecular cloning of mXCR1, the murine　SCM-1/lymphotactin receptor.　FEBS Lett 458:37-40, 1999

3. Vestergaard C, Yoneyama H, Murai M, Nakamura K, Tamaki K, Terashima Y,　mai T, Yoshie O, Irimura T, Mizutani H, and Matsushima K. Overproduction of　Th2-specific chemokines in NC/Nga mice exhibiting atopic dermatitis-like　lesions. J Clin Invest 104:1097-1105, 1999

4. Kitaura M, Suzuki N, Imai T, Takagi S, Suzuki R, Nakajima T, Hirai K,

Nomiyama H, and Yoshie O. Molecular cloning of a novel human CC chemokine

(Eotaxin-3) that is a functional ligand of CC chemokine receptor 3.　J Biol

Chem 274:27975-80, 1999

5. Yoshida T, Ishikawa I, Ono Y, Imai T, Suzuki R, and Yoshie O. An

activation-responsive element in single C motif-1/lymphotactin promoter is a

site of constitutive and inducible DNA-protein interactions involving

nuclear factor of activated T cell. J Immunol 163:3295-303, 1999

6. Imai T, Nagira M, Takagi S, Kakizaki M, Nishimura M, Wang J, Gray PW,

Matsushima K, and Yoshie O. Selective recruitment of CCR4-bearing Th2 cells

toward antigen-presenting cells by the CC chemokines thymus and

activation-regulated chemokine and macrophage-derived chemokine. Int Immunol

11:81-8, 1999

7. Tanaka Y, Imai T, Baba M, Ishikawa I, Uehira M, Nomiyama H, and Yoshie O.

Selective expression of liver and activation-regulated chemokine (LARC) in

intestinal epithelium in mice and humans. Eur J Immunol 29:633-42, 1999

8. Nagata K, Tanaka K, Ogawa K, Kemmotsu K, Imai T, Yoshie O, Abe H, Tada K,

Nakamura M, Sugamura K, and Takano S. Selective expression of a novel

surface molecule by human Th2 cells in vivo. J Immunol 162:1278-86, 1999

9. Yoneyama H, Harada A, Imai T, Baba M, Yoshie O, Zhang Y, Higashi H, Murai

M, Asakura H, and Matsushima K. Pivotal role of TARC, a CC chemokine, in

bacteria-induced fulminant hepatic failure in mice. J Clin Invest

102:1933-4, 1998

10. Fong AM, Robinson LA, Steeber DA, Tedder TF, Yoshie O, Imai T, and Patel

DD. Fractalkine and CX3CR1 mediate a novel mechanism of leukocyte capture,

firm adhesion, and activation under physiologic flow. J Exp Med 188:1413-9,

1998

11. Yoshida R, Nagira M, Imai T, Baba M, Takagi S, Tabira Y, Akagi J,

Nomiyama H, and Yoshie O. EBI1-ligand chemokine (ELC) attracts a broad

spectrum of lymphocytes: activated T cells strongly up-regulate CCR7 and

efficiently migrate toward ELC. Int Immunol 10:901-10, 1998

12. Sozzani S, Allavena P, D'Amico G, Luini W, Bianchi G, Kataura M, Imai T,

Yoshie O, Bonecchi, R., and Mantovani, A. Differential regulation of

chemokine receptors during dendritic cell maturation: a model for their

trafficking properties. J Immunol 161:1083-6, 1998

13. Yoshida T, Imai T, Kakizaki M, Nishimura M, Takagi S, and Yoshie O.

Identification of single C motif-1/lymphotactin receptor XCR1. J Biol Chem

273:16551-4, 1998

14. Nagira M, Imai T, Yoshida R, Takagi S, Iwasaki M, Baba M, Tabira Y,

Akagi J, Nomiyama H, and Yoshie O A lymphocyte-specific CC chemokine,

secondary lymphoid tissue chemokine (SLC), is a highly efficient

chemoattractant for B cells and activated T cells. Eur J Immunol 28:1516-23,

1998

15. Yoshida R, Nagira M, Kitaura M, Imagawa N, Imai T, and Yoshie O.

Secondary lymphoid-tissue chemokine is a functional ligand for the CC

chemokine receptor CCR7. J Biol Chem 273:7118-22, 1998

16. Imai T, Chantry D, Raport CJ, Wood CL, Nishimura M, Godiska R, Yoshie O,

and Gray PW. Macrophage-derived chemokine is a functional ligand for the CC

chemokine receptor 4. J Biol Chem 273:1764-8, 1998

17. Imai T, Hieshima K, Haskell C, Baba M, Nagira M, Nishimura M, Kakizaki

M, Takagi S, Nomiyama H, Schall TJ, and Yoshie O. Identification and

molecular characterization of fractalkine receptor CX3CR1, which mediates

both leukocyte migration and adhesion. Cell 91: 521-530, 1997

18. Yoshie O, Imai T, and Nomiyama H. Novel lymphocyte-specific CC

chemokines and their receptors. J Leukoc Biol 62: 634-644, 1997

19. Nagira M, Imai T, Hieshima K, Kusuda J, Ridanpaa M, Takagi S, Nishimura

M, Kakizaki M, Nomiyama H, and Yoshie O. Molecular cloning of a novel human

CC chemokine secondary lymphoid-tissue chemokine that is a potent

chemoattractant for lymphocytes and mapped to chromosome 9p13. J Biol Chem

272: 19518-19524, 1997

20. Hieshima K, Imai T, Baba M, Shoudai K, Ishizuka K, Nakagawa T, Tsuruta

J, Takeya M, Sakaki Y, Takatsuki K, Miura R, Opdenakker G, Van Damme J,

Yoshie O, and Nomiyama H. A novel human CC chemokine PARC that is most

homologous to macrophage-inflammatory protein-1 alpha/LD78 alpha and

chemotactic for T lymphocytes, but not for monocytes. J Immunol 159:

1140-1149, 1997

21. Imai T, Baba M, Nishimura M, Kakizaki M, Takagi S, and Yoshie O. The T

cell-directed CC chemokine TARC is a highly specific biological ligand for

CC chemokine receptor 4. J Biol Chem 272: 15036-15042, 1997

22. Baba M, Imai T, Nishimura M, Kakizaki M, Takagi S, Hieshima K, Nomiyama

H, and Yoshie O. Identification of CCR6, the specific receptor for a novel

lymphocyte-directed CC chemokine LARC. J Biol Chem 272: 14893-14898, 1997

23. Yoshida R, Imai T, Hieshima K, Kusuda J, Baba M, Kitaura M, Nishimura M,

Kakizaki M, Nomiyama H, and Yoshie O. Molecular cloning of a novel human CC

chemokine EBI1-ligand chemokine that is a specific functional ligand for

EBI1, CCR7. J Biol Chem 272: 13803-13809, 1997

24. Hieshima K, Imai T, Opdenakker G, Van Damme J, Kusuda J, Tei H, Sakaki

Y, Takatsuki K, Miura R, Yoshie O, and Nomiyama H. Molecular cloning of a

novel human CC chemokine liver and activation-regulated chemokine (LARC)

expressed in liver. Chemotactic activity for lymphocytes and gene

localization on chromosome 2. J Biol Chem 272: 5846-5853, 1997

25. Yoshida T, Imai T, Takagi S, Nishimura M, Ishikawa I, Yaoi T, and Yoshie

O. Structure and expression of two highly related genes encoding SCM-1/human

lymphotactin. FEBS Lett 395:82-88, 1996

26. Imai T, Yoshida T, Baba M, Nishimura M, Kakizaki M, and Yoshie O.

Molecular cloning of a novel T cell-directed CC chemokine expressed in

thymus by signal sequence trap using Epstein-Barr virus vector. J Biol Chem

271: 21514-21521, 1996

27. Kitaura M, Nakajima T, Imai T, Harada S, Combadiere C, Tiffany HL,

Murphy PM, and Yoshie O. Molecular cloning of human eotaxin, an

eosinophil-selective CC chemokine, and identification of a specific

eosinophil eotaxin receptor, CC chemokine receptor 3. J Biol Chem. 271:

7725-7730, 1996

28. Yoshida T, Imai T, Kakizaki M, Nishimura M, and Yoshie O. Molecular

cloning of a novel C or γ type chemokine, SCM-1. FEBS Lett 360: 155-159,

1995

野見山尚之

1..Kitaura M, Suzuki N, Imai T, Takagi S, Suzuki R, Nakajima T, Hirai K,

Nomiyama H, and Yoshie O. Molecular cloning of a novel human CC chemokine

(Eotaxin-3) that is a functional ligand of CC chemokine receptor 3. J Biol

Chem 274:27975-80, 1999

2.Fukuda S, Hanano Y, Iio M, Miura R, Yoshie O, and Nomiyama H. Genomic

organization of the genes for human and mouse CC chemokine LEC. DNA Cell

Biol 18:275-83, 1999

3.Nomiyama H, Fukuda S, Iio M, Tanase S, Miura R, and Yoshie O. Organization

of the chemokine gene cluster on human chromosome 17q11.2 containing the

genes for CC chemokine MPIF-1, HCC-2, HCC-1, LEC, and RANTES. J Interferon

Cytokine Res 19:227-34, 1999

4.Tanaka Y, Imai T, Baba M, Ishikawa I, Uehira M, Nomiyama H, and Yoshie O.

Selective expression of liver and activation-regulated chemokine (LARC) in

intestinal epithelium in mice and humans. Eur J Immunol 29:633-42, 1999

5.Tasaki Y, Fukuda S, Lio M, Miura R, Imai T, Sugano S, Yoshie O, Hughes AL,

and Nomiyama H. Chemokine PARC gene (SCYA18) generated by fusion of two

MIP-1alpha/LD78alpha-like genes. Genomics 55:353-7, 1999

6.Nomiyama H, Amano K, Kusuda J, Imai T, Miura R, Yoshie O, and Matsuda Y.

The human CC chemokine TECK (SCYA25) maps to chromosome 19p13.2. Genomics

51:311-2, 1998

7.Yoshida R, Nagira M, Imai T, Baba M, Takagi S, Tabira Y, Akagi J, Nomiyama

H, and Yoshie O. EBI1-ligand chemokine (ELC) attracts a broad spectrum of

lymphocytes: activated T cells strongly up-regulate CCR7 and efficiently

migrate toward ELC. Int Immunol 10:901-10, 1998

8.Nomiyama H, Imai T, Kusuda J, Miura R, Callen DF, and Yoshie O. Human

chemokines fractalkine (SCYD1), MDC (SCYA22) and TARC (SCYA17) are clustered

on chromosome 16q13. Cytogenet Cell Genet 81:10-1, 1998

10.Nagira M, Imai T, Yoshida R, Takagi S, Iwasaki M, Baba M, Tabira Y, Akagi

J, Nomiyama H, and Yoshie O. A lymphocyte-specific CC chemokine, secondary

lymphoid tissue chemokine (SLC), is a highly efficient chemoattractant for B

cells and activated T cells. Eur J Immunol 28:1516-23, 1998

11. Nomiyama H, Osborne LR, Imai T, Kusuda J, Miura R, Tsui LC, and Yoshie

O. Assignment of the human CC chemokine MPIF-2/eotaxin-2 (SCYA24) to

chromosome 7q11.23. Genomics 49:339-40, 1998

12. Shoudai K, Hieshima K, Fukuda S, Iio M, Miura R, Imai T, Yoshie O, and

Nomiyama H. Isolation of cDNA encoding a novel human CC chemokine NCC-4/LEC.

Biochim Biophys Acta 1396:273-7, 1998

13. Imai T, Hieshima K, Haskell C, Baba M, Nagira M, Nishimura M, Kakizaki

M, Takagi S, Nomiyama H, Schall TJ, and Yoshie O. Identification and

molecular characterization of fractalkine receptor CX3CR1, which mediates

both leukocyte migration and adhesion. Cell 91:521-30, 1997

14. Yoshie O, Imai T, and Nomiyama H. Novel lymphocyte-specific CC

chemokines and their receptors. J Leukoc Biol 62:634-44, 1997

15. Nagira M, Imai T, Hieshima K, Kusuda J, Ridanpaa M, Takagi S, Nishimura

M, Kakizaki M, Nomiyama H, and Yoshie O. Molecular cloning of a novel human

CC chemokine secondary lymphoid-tissue chemokine that is a potent

chemoattractant for lymphocytes and mapped to chromosome 9p13. J Biol Chem

272:19518-24, 1997

16. Hieshima K, Imai T, Baba M, Shoudai K, Ishizuka K, Nakagawa T, Tsuruta

J, Takeya M, Sakaki Y, Takatsuki K, Miura R, Opdenakker G, Van Damme J,

Yoshie O, and Nomiyama H. A novel human CC chemokine PARC that is most

homologous to macrophage-inflammatory protein-1 alpha/LD78 alpha and

chemotactic for T lymphocytes, but not for monocytes. J Immunol 159:1140-9,

1997

17. Baba M, Imai T, Nishimura M, Kakizaki M, Takagi S, Hieshima K, Nomiyama

H, and Yoshie O. Identification of CCR6, the specific receptor for a novel

lymphocyte-directed CC chemokine LARC. J Biol Chem 272:14893-8, 1997

18. Yoshida R, Imai T, Hieshima K, Kusuda J, Baba M, Kitaura M, Nishimura M,

Kakizaki M, Nomiyama H, and Yoshie O. Molecular cloning of a novel human CC

chemokine EBI1-ligand chemokine that is a specific functional ligand for

EBI1, CCR7. J Biol Chem 272:13803-9, 1997

19. Ishizuka K, Igata-Yi R, Kimura T, Hieshima K, Kukita T, Kin Y, Misumi Y,

Yamamoto M, Nomiyama H, Miura R, Takamatsu J, Katsuragi S, and Miyakawa T.

Expression and distribution of CC chemokine macrophage inflammatory

protein-1alpha/LD78 in the human brain. Neuroreport 8:1215-8, 1997

20. Kukita T, Nomiyama H, Ohmoto Y, Kukita A, Shuto T, Hotokebuchi T,

Sugioka Y, Miura R, and Iijima T. Macrophage inflammatory protein-1 alpha

(LD78) expressed in human bone marrow: its role in regulation of

hematopoiesis and osteoclast recruitment. Lab Invest 76:399-406, 1997

21. Van Coillie E, Fiten P, Nomiyama H, Sakaki Y, Miura R, Yoshie O, Van

Damme J, and Opdenakker G. The human MCP-2 gene (SCYA8): cloning, sequence

analysis, tissue expression, and assignment to the CC chemokine gene contig

on chromosome 17q11.2. Genomics 40:323-31, 1997

22. Hieshima K, Imai T, Opdenakker G, Van Damme J, Kusuda J, Tei H, Sakaki

Y, Takatsuki K, Miura R, Yoshie O,and Nomiyama H. Molecular cloning of a

novel human CC chemokine liver and activation-regulated chemokine (LARC)

expressed in liver. Chemotactic activity for lymphocytes and gene

localization on chromosome 2. J Biol Chem 272:5846-53, 1997

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