Experimental immunology (坂口研)

Immunity
Role of Epigenetic Changes for Treg Cell Development

制御性Ｔ細胞（Treg）による様々な免疫応答の抑制的制御
骨髄胸腺

Foxp3

抑制

CD25+Treg

Teff

Foxp3

Teff

抗原提示細胞実 験免 疫学 分 野・坂 口研 では 、 免疫 自己 寛容 の 重要 な機 序と して、正常 個体 中 に存 在し、 自己 と反 応するリ ンパ 球の 活性 化・増 殖を抑 制する内 在 性制 御 性T細 胞(Treg)を 発 見し、 それ が機 能 的、 発生 的 に特異なT細 胞 群であり 、その 異常 は免 疫自 己寛 容を 破綻 させ 、自 己免 疫
病の 原因と なる ことを 実験 的 に証 明し た。ま た、この内 在性 制御 性T細胞の 減少、 機能 の 減弱 によ って有 効な腫瘍 免疫を 誘導 でき、 逆 に、 制御性 T細 胞を強 化す れば 移植 臓器 に対する 安定 な免 疫寛 容が 誘導 可能であることを 実験 的 に示し た。 さ らに、 自己 免 疫病 、 アレル ギー、 炎症性 腸疾 患を 伴うヒト の遺 伝性 免疫 疾 患のひ とつが 、内 在性 制 御性 T
自己免疫応答細胞 の 発生・ 機 能の マスター 制 御遺 伝 子Foxp3 の異 常 によ る ことを 証明し、 制御 性 T細 胞の 異常 がヒト の 免疫 疾患 の直 接的 原 因となる可 能アレルギー反応性を 明確 に示し た。同時 に、この 細胞 群の 発 生・機 能を 細 胞、 遺伝 子
研究の解説
対微生物感染レベル で操 作し 、 自己 免 疫 病、 ア レル ギー などの 免 疫 疾患 の 治 療 に研究の背景
応用 でき る 可能 性を 開い た。制 御 性 T細 胞 の研 究 は、 ここ数 年 、自 己抗腫瘍免疫応答
制御性 T 細胞は過剰な免疫反応を抑えるのに必須な細胞です。制御性 T 細胞の欠損または異常は致命的な自免疫 疾患 、ア レルギー 、慢 性 感染 症、 臓器 移植 、癌 免 疫などの 病的 、己免疫疾患やアレルギーを引き起こします。また、制御性 T 細胞は移植された臓器の拒絶防止に貢献します。このよ
臓器移植拒絶反応
生理 的 免疫 応 答の 制 御を 目指 して、 世界 中 で活 発 、急 速 な進 展を みうな疾患との関わりから、制御性T 細胞を増やすと治療に役立つことが期待されています。そのためには制御性細せ ている。 制 御 性 T細 胞 の 広 汎 な医 療 応 用を 目 指 して活 発 な研 T究を胞がどのように発生するのかを理解することが必要です。
展開したいと考えている。ああああああああああああああああああ1980 年代に坂口志文教授が制御性 T 細胞を発見して以来、この細胞の機能、分化について多くのグループが研究を進めてきました。2003 年には同グループが制御性 T 細胞のマスター転写因子として Foxp3 を同定しました。そのDNA の脱 メチル化 を含 むTreg特 異的 なエピゲノ ム形
後、Foxp3 による転写制御などについて研究が進みましたが、どのように Foxp3 が発現し制御性 T 細胞が発生するか成の 分子 機 構の 解明 を試 み た結果 、ゲ ノム オー ガナは不明でした。
イザー とし て知 られ てい る転 写 因子Satb 1が 重 要であFigure 1. nTreg Cells Exhibit nTreg Cell-SpecificCpG Hypomethylation Pattern
Treg はマスタ ー遺(A)伝子であるFandoxp3を
現 status of Foxp3 and the Foxp3-dependent gene Il2ra. Schematic representation of the genes, homology alignment
DNA methylation
histone 高発
modification
ることを見 出し た。実 際に、Sat b1欠 損 マウスでは 下図
betweenandる
humans,
DNA能methylation
する 細 胞 とし て定 義
さ れmice
ていが 、機的に profiles of Tconv and nTreg cells by MeDIP-Seq, CpG methylation status of Tconv and nTreg cells by bisulfiteの様に 胸腺Tre gの 発生 が顕 著に減 少 し、様 々な臓器本研究成果の内容
安 定 し たTreg の 発 786
生にImmunity
は 、F oxp3
発 現に 加 え37, 785–799, November 16, 2012 ª2012 Elsevier Inc.
で深刻 な自己 免 疫反 応に よる 炎症 が 起き る T
ことが明
本研究では、制御性 T 細胞発生時に Foxp3 が発現する前に何が起こるか、すなわちどのように制御性細胞の分てTreg 特 異的 なD NA脱 メチル 化が 必 須 であるらかとなった。
化が引き起こされるかということに焦点を置きましこと を見 出し た(右 上図 )。興 味深 いことに 、ヒ ト
TregにおいてもCD45 RA とFoxP3 で分 画す ると 、た。発生段階のエピゲノムの変化を網羅的に調Naive Fr . I
Fr. I
抑 制 能 を 持 つ 機 能 的 なTreg であ る Fr.I(Naïve
べた結果、制御性 T 細胞特異的なスーパーエTreg)やFr.II (Effe ctor Treg)だけ がTreg特 異的 な
Fr. II
ンハンサー領域の活性化が制御性 T 細胞前駆Fr . II
DNA脱 メ チル 化 が 生じ ている こと が解 った(右Fr. III細胞で Foxp3Fr . III が発現する前に起こることが明ら
下図 )。この ことか ら、機 能 的なTr eg の発 生にNaiveかになりました。さらに、この現象に必要な分子とは、2つ の独 立し た要 素 、すなわち Foxp3誘 導CD25
してゲノムオーガナイザーSatb1を同定しました。と Treg 型エピゲ ノ ム 形 成 (DNA 脱 メ チル 化 ) か(Foxp3)必要であることが明らか となった。
Satb1 欠損マウスでは制御性T 細胞の胸腺でのOhkura et al. Immunity
2012.
Kitagawa et al. Nat Immunol. 2016
CD45RA

テーマ例：制御性T細胞の発 生・分 化の 解明～エピジェネティックな変 化に着 目し て～発生が顕著に減り、様々な臓器で自己免疫反応

テーマ例：制御性T細胞の機 能発 現機構 の解 明による炎症が起こりました（図１）。
～遺伝子改変マウスを活用し て ～図１．Satb1 欠損マウスの制御性 T 細胞発生異常と自己免疫疾患

Figure 1. nTreg
Cells Exhibit nTregSatb1
Cell-SpecificCpG Hypomethylation Pattern
これらの結果からによるエピゲノム成立は胸腺での制御
Tregにお ける 免疫 抑 制機 能の 分 子機 構をにするandために(A) 明確
DNA methylation
histone modification status of Foxp3 and the Foxp3-dependent gene Il2ra. Schematic representation of the genes, homology alignment
性andT 細胞発生において現時点で最も初期のイベントであり、後にbetween mice
humans, DNA methylation profiles of Tconv and nTreg cells by MeDIP-Seq, CpG methylation status of Tconv and nTreg cells by bisulfite
は遺 伝子 改変 マウスが有 用 である 。当 研究 室では様 々 な遺 伝
制御性
T 細胞の転写制御を担う
Foxp3の発現に必須であること子をTreg 特異的に 欠損 し たマウ スを 用い て実め。November 16, 2012 ª2012786 験を進Immunity
37,ている
785–799,
ElsevierInc.
一例 と し てTreg の抑 制 機能 に極 め て重 要 な分子 であるCT LA-4が明らかになりました（図２）。Satb1は細胞を制御性 T 細胞に分をTreg 特異 的に 欠損 する と 右図 の ように 欠損 マウ化できるように整えることから、制御性スは自 己 免
T 細胞発生のパイオニア因
疫 疾患に よ って致 死と なる 。一 方でこの マウ スは子の一つであると考えられます。
抗 腫瘍 免 疫は活 性化 し ており 、同種 性 移植 し た腫 瘍 の増 殖は 顕 著に抑 制され る。つま りTreg は免 疫バ ランスの 調節に 重要 な細胞 であ り、CTLA4 という 分子 が その 役 割におい て必 須 である ことが 分か る。

本研究成果の意義

図 2．制御性 T 細胞発生メカニズム

Wing et al. Science 2008. T 細胞発生メカニズムは、制御本研究で明らかになった制御性性 T 細胞を用いた免疫細胞療法に役立つことと考えられます。通常の T 細胞を制御性 T 細胞に分化させ細胞療法に用いると自己免疫疾患やアレルギーの抑制に効果的であることが期待されますが、現時点で安定した制御性 T 細テーマ例：制御性T細胞と抗 腫瘍 免疫 応答の 関連胞を試験管内で作製することは難しいです。本研究で示した制御性 T 細胞発生初期のエピゲノム成立は、そのような～腫瘍内Treg と臨床応用～試験管内での制御性 T 細胞作製の指標となると期待されます。
Treg を 標 的と し た癌が ん と Treg の 関 連 はまた、本研究により、制御性 T 細胞発生初期の異常は免疫疾患に繋がる可能性が考えられます。実際、ヒトの治療の考え 方とし て様 々 な研 究 が 示 し てい る
Satb1 遺伝子付近の突然変異は自己免疫疾患と関連があります。これら病因の理解はより効果的な治療法模索に役は、Tr egを 除去 する こが、F oxP3 の発 現の みを指立つと期待できます。
標と し ても機 能的Tre gを解と で抗 腫 瘍 免 疫 を 活性化す る とい う 点 で析す る 上 では 不 十分 であある。例 とし て腫瘍 内る こと が 明 らか と なってきTreg に 高 発 現 し ていてい る 。実 際 に 大 腸 が ん
3
るCCR4に 対 する 抗 体
でFoxP 3の 発 現 パタ ーンをを 用 い てTreg を 除 去
基に 病 態を 区 別 し 、FoxP3
す ると、 右図の 様にと予後の相関を 解析す ると 、 機 能 的 なTreg であ る
抗腫 瘍免 疫の 増強 が
認 め られ る 知 見 も 得
Fr.IIが 多い 検体 ではFoxP3られている。
発現 が 高いほ ど 予後 が悪Sugiyama et al. PNAS. 2013
くなっている。
Saito et al. Nat. Med. 2016

免疫寛容、制御性T細 胞 に興 味が ある 方は ぜひ融 合棟9F 実験 免疫 学分 野ま でお越 しください。 TEL : 06-6879-4462