【研究領域課題番号】18H02340 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

組織球 / アポトーシス / 腫瘍 / AIM / macrophage / 病態 / 内科 / 免疫

【研究成果の概要】

イヌの組織球性肉腫は発生機序や病態に不明な点が多い。本研究では、組織球に主に発現し、細胞の生存に関与するタンパク質であるAIMの関与について調べた。イヌ組織球性肉腫細胞株の培養液に組換えイヌAIMを添加したところ、濃度依存的にアポトーシスが引き起こされた。AIMを強発現する組織球性肉腫細胞株をヌードマウスに移植したところ、腫瘍の増大速度が有意に低下した。組織球性肉腫症例のAIM遺伝子配列には、ミスセンス変異が高確率で発見された。以上より、イヌAIMは組織球性肉腫のアポトーシス促進作用および増大抑制作用を持ち、その発現低下や遺伝子変異が腫瘍発生のきっかけとなる可能性を明らかにした。

【研究の社会的意義】

これまでAIMの脂質代謝、肝硬変、腎不全との関連については活発に研究されてきたが、マクロファージや組織球に関わる研究はいわば盲点になっていた。応募者は獣医学的な視点からAIM研究に取り組んだため、定説の盲点をついた仮説にいち早く到達し、独自性のある研究を展開できた。また、マクロファージと腫瘍といえば、腫瘍関連性マクロファージ（TAM）がよく知られている。TAMの分化制御機構は明らかになっておらず、また臨床例においてTAMを駆逐する方法も見つかっていない。本研究の成果はTAMの分化制御機構の解明につながることが期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】15KK0275 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マクロファージ / 組織球性肉腫 / 犬 / アポトーシス / 抗体 / がん免疫 / 獣医学 / 内科

【研究成果の概要】

近年、腫瘍に随伴して存在する腫瘍関連マクロファージ（Tumor-associated macrophage, TAM）は様々な腫瘍の増悪を促進することが明らかになってきた。しかしどのようにしてTAMに分化するのかは分かっていない。本研究では、マクロファージに特異的に発現するタンパク質である Apoptosis inhibitor of macrophage (AIM)がその分化に密接に関与することを、犬の組織球性肉腫細胞株とマウスのマクロファージ由来細胞株を用いて明らかにした。さらに、アポトーシス経路のある蛋白質との直接的な関連についても明らかにし、AIMのアポトーシス制御機構を解明した。

【研究種目】国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

【研究期間】2016 - 2017

【配分額】10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)

【研究分野】腎臓内科学

【研究領域課題番号】16K09605 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

慢性腎臓病 / 炎症 / 尿細管細胞 / 解糖系 / Mint3 / 尿細管間質傷害 / 低酸素 / NF-κB / アポトーシス / 代謝リプログラミング / 2-デオキシグルコース / マクロファージ

【研究成果の概要】

細胞の代謝経路の一つである解糖系を阻害する２－デオキシグルコースの投与でマウスの両側腎虚血再灌流傷害が軽減されることが示された．これは同薬剤が尿細管細胞の脂肪酸のβ酸化やペントースリン酸回路を亢進し，ATPが増加するためである．また，Mint3という分子は，尿細管細胞でNF-κBの作用を亢進を介して抗アポトーシス作用をもつ分子の発現を増加させることで，慢性腎臓病における尿細管細胞のアポトーシスを抑制し，マウスの腎線維化を抑制するはたらきをもつことが示された．

【研究の社会的意義】

慢性腎臓病には根本的治療がなく，そのため透析導入などに繋がっている．そこで慢性腎臓病の進行に関わる炎症についてその機序の解明を目指し，主に二つのことを見出した．一つは，解糖系の阻害により腎尿細管細胞の代謝を変容させると，腎障害を軽減しうることである．二つめは，Mint3という分子がNF-κBを介してアポトーシスという細胞死を抑制することで，尿細管傷害を減弱し，慢性腎臓病の線維化を抑制することである．これらのことから，マクロファージなどの炎症細胞だけでなく，炎症を惹起する尿細管細胞などの上皮細胞傷害も炎症に重要な役割と果たすことが明らかとなった．

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】15H04590 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マクロファージ / 組織球性肉腫 / 犬 / イヌ / 腫瘍 / ヌードマウス / アポトーシス / 獣医学 / 癌 / 免疫 / がん / AIM / CD5L

【研究成果の概要】

マクロファージ由来の腫瘍である組織球性肉腫は、悪性度が高く治療法がまだ確立していない。本研究では、マクロファージが特異的に産生するタンパク質apoptosis inhibitor of macrophage (AIM)の転写活性が一部の臓器で高いこと、組織球性肉腫由来細胞株にAIM発現ベクターを導入すると細胞増殖の有意な抑制が認められることを明らかにした。さらに組換えイヌAIMを培養液中に添加するとAIM濃度依存的に死滅した。以上より、イヌAIMは組織球性肉腫細胞に対して用量依存的な殺細胞効果があることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】21591254 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

NF-kB / RelA / c-Rel / Hematopoiesis / Lym / phocytes / Macrophages Maturation / Apoptosis / Lymphocyte / Macrophage / Maturation arrest / Apopotsis / 造血機構 / リンパ球 / マクロファージ

【研究成果の概要】

RelAおよびc-Relは、造血幹細胞の発生および維持には必須ではないものの、細胞自発的な分化促進因子の制御には必須であることが明らかとなった。また、RelAおよびc-Relそれぞれ単独の欠損マウスでは、これらの表現型が見られないことから、RelAとc-Relが協調的に血球分化を制御していることが明らかとなった。そして、血球分化の過程に於いてRelAとc-Relは、分化と共に、増殖と細胞死の制御を担っていることも判明した。さらに当初の狙いを遙かに超えて、RelAとc-Relが、リンパ球、マクロファージのみならず、赤血球系および血小板系の分化にも必須であることが明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】人類遺伝学

【研究領域課題番号】19390094 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

動脈硬化 / マクロファージ / アポトーシス

【研究成果の概要】

AIM に結合するタンパク質の候補が複数得られた。
ヒト血中AIM 濃度測定系(ELISA 法)を確立した。これにより、動脈硬化あるいは大動脈瘤や脳心臓血管障害など動脈硬化を基盤とする疾患や、他のメタボリックシンドロームと血中AIM 濃度の関連性、もしくは疾患の進行度と血中AIM 濃度の関連性を解析することが可能となった。
適時不活性化が可能なAIM コンディショナルノックアウトマウスのターゲティングベクターの構築を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)

【研究分野】細菌学(含真菌学)

【研究領域課題番号】17590400 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

サルモネラ / マクロファージ / 細胞内寄生菌 / アポトーシス / 鞭毛 / アクチン脱重合 / 細胞内寄生細菌

【研究成果の概要】

細胞内寄生菌であるサルモネラはマウスに感染するとまず腸管よりマクロファージ内に侵入・増殖を行い、その後ヒトのチフス症に類似した全身感染を引き起こす。マクロファージの抗菌機構を阻害するサルモネラ側の機構についてはよく解析されているが、マクロファージ(貪食細胞)もしくは非貪食細胞のサルモネラに対する抗菌作用、および細胞内のサルモネラが増殖後にその細胞より脱出する機構についてはあまり明らかにされていない。
本研究では我々はこれまで破骨細胞とマクロファージとの分化に働くとされていたc-Fosが抗サルモネラ機構に関与すること(Maruyama et al.,2007)、また骨髄中に存在する非貪食細胞の骨芽細胞がサルモネラ感染時にマクロファージのような挙動を示すこと(Maruyama et al.,2006)を明らかにした。一方サルモネラに感染したマクロファージのうち、一部の細胞集団は細胞が膨張しながら不可逆的に細胞死に向かう(近年"オンコシス"と呼ばれている)現象に注目した。このオンコシスを起こしたマクロファージでは他の感染細胞のようにアポトーシスに伴うDNA断裂等は検出されず、また細胞内のF-アクチンは脱重合を起こしているため細胞膜の強度は大幅に低下していると考えられる。この細胞中でサルモネラは鞭毛を用いて激しく運動し、最終的にその細胞膜を突き破るようにして脱出することをin vitro実験系で明らかにした。また鞭毛を発現する野生型のサルモネラは鞭毛をもたない変異株に比べ、宿主に対する毒性は変わらないものの、より早く宿主個体より脱出することを確認した(manuscript in preparation)。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】16108003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

受精 / 体細胞初期化 / 卵巣特異的遺伝子 / 卵母細胞の死滅 / 卵母細胞の生存促進 / 卵子 / 卵胞 / ヒアルロン酸 / CD44 / マクロファージ / VEGF / GDF-9 / マウス / ミニブタ体細胞クローン / 遺伝子改変マウス / Cx43 / アポトーシス / Oct4 / 受精能 / 卵胞発育 / 卵胞閉鎖 / CD44 antigen glycosylation / 未成熟卵子凍結保存法(SWEID) / Connexin 43 / TAP発現ベクター / GDF-9遺伝子 / 体細胞初期化能 / ミトコンドリア置換 / FLIP / iRNA法 / ES細胞 / ギャップ結合構成コネクシン遺伝子

【研究成果の概要】

1個体からの受精可能卵子の大量生産を目標として卵子の細胞分化・死滅の調節系の解明を行い、新規調節因子を同定するとともに、これを踏まえ受精能・体細胞初期化能高発現卵子生産などの技術を開発した。さらに、直径70μm未満のマウス卵胞卵子由来の産子や家畜ブタ体外成熟卵子をレシピエントとする体細胞ミニブタ作出に成功した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2004 - 2008

【配分額】104,520千円 (直接経費: 80,400千円、間接経費: 24,120千円)

【研究分野】免疫学

【研究領域課題番号】14370109 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胸腺 / マクロファージ / 樹状細胞 / アポトーシス / 上皮細胞 / T細胞 / サイトカイン / 抗原提示 / 免疫 / リンパ球

【研究成果の概要】

免疫系の中心的役割を担うT細胞は、胸腺において分化・成熟する。造血幹細胞からリンパ球系にコミットした前駆細胞は、胸腺に入りT細胞へと分化する。この分化のプロセスは詳細に研究されており、CD4-/CD8-のdouble negative (DN)胸腺細胞はCD4+/CD8+を経てCD4+/CD8-あるいはCD4-/CD8+のT細胞へと分化・成熟する。この間に、T細胞受容体(TCR)遺伝子の再構成が起こり、自己MHCを認識しないTCRを持つクローンおよび自己抗原に強いaffinityをもつクローンは排除される。しかし、通常の胸腺には細胞死を起こした細胞は頻繁には認められないことから、排除された胸腺細胞を迅速に処理する細胞の存在が考えられる。
本研究では、胸腺内にCD4陽性のマクロファージが存在することを認め、この細胞集団について検討を重ねた。CD4陽性マクロファージは蛍光ビーズあるいはアポトーシスを誘導した胸腺細胞を効率良く貪食する活性があり、その活性は胸腺内あるいは腹腔内の通常のCD4陰性マクロファージに比べてはるかに高いことが明らかになった。さらに、CD4陽性マクロファージは胸腺の発達とともに肥大化するが、Rag1欠損マウスではT細胞分化が起らず、したがって死細胞も生じないためにCD4陽性細胞の肥大化も認められなかった。これらの結果から、胸腺内のCD4陽性マクロファージはprofessionalなスカベンジャーであることが強く示唆させた。
このD4陽性マクロファージはT細胞の選択が起る髄質と皮質の境界領域に存在していた。この領域にはOncostatin M受容体が発現しており、胸腺細胞をOSM存在下に培養すると、OSM応答性の胸腺上皮細胞が得られた。この上皮細胞を未分化胸腺細胞と共培養すると、CD4陽性マクロファージが出現するとの結果が得られ、上皮細胞がCD4マクロファージ分化に重要であることが示された。OSMは生体内においてTECに直接作用し、胸腺構造の構築に寄与している可能性が変異マウスの解析から示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】13,900千円 (直接経費: 13,900千円)

【研究分野】血液内科学

【研究領域課題番号】08770851 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

受容体型チロシンキナーゼ / STK / RON / マクロファージ / アポトーシス

【研究成果の概要】

STKは腹腔マクロファージや破骨細胞などの一部のマクロファージ系細胞に発現され機能する受容体型チロシンキナーゼであり、macrophage-stimulating protein (MSP)の受容体である。申請者らは、トロント大学A.Bernstein博士との共同研究によりSTK欠損マウスを作成し、解析を行なった。その結果、欠損マウスではインターフェロンg刺激による一酸化窒素の過剰反応、遅延型過敏反応の亢進、およびLPS投与時の内毒素ショックによる致死率の亢進を認めた。これらの所見はSTKが生態防御反応の過程において、過剰の免疫、炎症反応にともなう組織障害を避けるために、免疫、炎症反応を抑制する機能を有することを示唆しており、その抑制の機構につき検討中である。また申請者らは、STKを発現するIL-3依存性proB細胞株Ba/F3細胞はMSPにより増殖が刺激されるのに対して、STKを低レベルながら発現しているMEL細胞にSTKを強発現させた場合、MSPによりアポトーシスによる細胞死が誘導されることを見いだした。STKの細胞内ドメインC末端の2つのチロシン残基(1330、1337)に変異を導入すると、増殖刺激もアポトーシス誘導もともに消失した。STKにはSH2ドメインを有する蛋白(PLCγ,P13K,Shc,Grb2)が会合するが、MEL/STK細胞をMSPで刺激した時にのみ、61kDaと65kDaの蛋白(p61、p65)がチロシン燐酸化されSTKと会合した。p61とp65はC末端の2つのチロシン残基に変異を導入すると会合しなくなった。また、MEL/STK細胞株をMSPで刺激した時にのみ、最近アポトーシスの誘導に関与が示唆されているJNK1(c-Jun N-terminal Kinase1)が持続的に活性化された。以上よりSTKを介したアポトーシスのシグナル伝達にはp61、p65およびJNK1が関与するものと考えられた。受容体型チロシンキナーゼを介したアポトーシスの機序はあまり知られていないが、この系はin vivoでも使われている可能性があり、細胞死の調節機構として重要な系であると考えられる。

【研究種目】奨励研究(A)

【研究期間】1996

【配分額】1,100千円 (直接経費: 1,100千円)