2016/0523 山下先生資料

2016年5月23日
兵庫医療大学薬学部
創薬化学講義
T細胞機能の代謝・エピジェネティック制御の
理解に基づく医薬品の創出
愛媛大学大学院医学系研究科免疫学
愛媛大学医学部附属病院先端医療創生センター
愛媛大学プロテオサイエンスセンター
山下 政克
T cells: 代謝, エピジェネティクス, 老化
愛媛大学大学院医学系研究科免疫学講座・感染防御学講座
・T細胞老化・疲弊の代謝・エピゲノム制御機構の解明
・T細胞SASP (Senescence-associated secretory phenotype)と慢性炎症
愛媛大学プロテオサイエンスセンター免疫制御学部門
・アレルギー性炎症新規治療戦略の確立
愛媛大学医学部附属病院先端医療創生センター免疫細胞医療部門
・T細胞老化・疲弊抑制によるがん免疫・感染免疫の賦活化
・制御性T細胞誘導による慢性炎症制御
愛媛大学免疫学講座における創薬研究
・Th2細胞分化・機能調節薬(アレルギー)
・T細胞老化・疲弊阻害による新規免疫賦活化薬
(がん免疫、自己免疫疾患、感染免疫)
愛媛大学免疫学講座における創薬研究
・Th2細胞分化・機能調節薬(アレルギー)
・T細胞老化・疲弊阻害による新規免疫賦活化薬
(がん免疫、自己免疫疾患、感染免疫)
日本人一般成人(20-44歳)喘息、鼻アレルギー有症率
アレルギー性疾患有病率の変化(1988年〜2008年)
平成22年 厚生労働省 アレルギー疾患対策報告書より
アレルギー性炎症の発症メカニズム
〜アレルギー性気道炎症(喘息)を例として〜
抗原
遅発型反応
抗原提示細胞
気道上皮細胞障害
ナイーブ
CD4 T
細胞
IL-5
Th2
細胞
IL-4 IL-13
メモリー
Th2細胞
アレルギー
慢性化
好酸球
液性因子
杯細胞過形成
細胞障害タンパク
知覚神経刺激
神経ペプチド
B細胞
上皮細胞
IgE
平滑筋細胞
気道リモデリング
気管支喘息
アトピー性皮膚炎
アレルギー性鼻炎
抗原
即時型反応
化学伝達物質
(ヒスタミンなど)
気道平滑筋の収縮
血管透過性亢進
粘液産生亢進
肥満細胞
T細胞の分化
T前駆細胞
胸腺
αβT細胞
CD4 T細胞
(ヘルパー)
Th1細胞
Th2細胞
γδT細胞
CD8 T細胞
(キラー・細胞傷害性)
Th17細胞
末梢組織で分化
その他
Th9細胞
Th22細胞など
制御性T細胞
(Treg)
胸腺および
末梢組織で分化
ヘルパーT(Th)細胞サブセットバランスと炎症疾患
生理的役割
抑制系
活性化系
Th2
Treg
IL-10
TGFβ
IL-4, IL-5, IL-13
関連疾患
寄生虫排除
アレルギー
細胞内寄生菌排除
Th1
Th17
IFNγ, IL-2, TNFα
IL-17, IL-22
自己免疫疾患
細胞外寄生菌排除
自己免疫疾患
炎症性腸疾患
ヘルパーT(Th)細胞サブセットバランスや機能の調節で炎症性御ができる!!
ヘルパーT(Th)細胞は抗原とサイトカイン環境に依存して分化する
環境要因(抗原+サイトカイン)
抗原(異物、病原体)
産生サイトカイン
転写因子
T-bet
(Tbx21)
Th1
Gata3
Th2
IL-4, IL-5, IL-13
Rorγt
(Rorc)
Th17
IL-17, IL-22
Foxp3
iTreg
IL-10, TGFβ
IFNγ, IL-2, TNFα
IL-12
IL-4
Naive
抗原と出会った
ことのないT細胞
IL-6
TGFβ
IL-2
TGFβ
疑問:ヘルパーT(Th)細胞サブセットの分化はどのように制御されているのか?
エピジェネティクスに着目して研究を開始
エピジェネティクスとは?
ゲノムDNAの塩基配列を変化させることなく、細胞内外の環境に応じてゲノム
の高次構造を変化させ、転写を調節する仕組みのことです
病原体、ストレス
液性因子、ホルモン、栄養分
繊維芽細胞
P
シグナル
シグナル
DNAメチル化・ヒストン修飾・non-coding RNA
人為的なエピジェネティック変化
ゲノムDNA高次構造の変化 (クロマチンリモデリング)
Me
Me
Me
Ac
Me
Ac
Me
Ac
Me
Me
転写ON
Ub
Ub
Ub
転写OFF
多くの遺伝子の協調した発現調節と記憶
iPS細胞
朝顔の絞り模様
(エピジネティクス)
DNAの塩基配列だけが表現系を決めるのではない
エピジェネティクス
ゲノムに書かれた遺伝子情報を変更することなく遺伝子発現を制御する現象の総
称であり、このような現象を研究する学問分野の名称としても用いられる。 「epi- 」:
(Greek: over, above, on)、「-genetics」
ヌクレオソーム: ヒストン8量体の周囲を146塩基対の2本鎖DNAが右回りに1.75周巻き付く構造
①DNAメチル化
②ヒストンテール
化学修飾
③non-coding RNA
ゲノムの後天的
(翻訳後)修飾
(エピゲノム)
T細胞機能制御におけるエピジェネティクスの重要性
抗原
(病原体)
サイトカイン
T細胞
細胞膜
細胞質
シグナル
核膜
核
DNAメチル化・ヒストン修飾を介した転写調節による
病原体排除のための新規機能獲得(Thサブセット分化など)
M
e
M
e
Me
Me
Ub
Ub
Me
Ub
転写
ON
A
c
Me
A
c
Me
A
c
転写OFF
ゲノム高次構造の変化による機能維持(免疫記憶)
エピジェネティクス
エピジェネティクス研究
ポストゲノム
ポストゲノム (2003~)
(2003~)
1980 1990
1995
2000
2005
2010
癌におけるゲノム全体の低メチル化
癌抑制遺伝子プロモーターCpGメチル化
DNA脱メチル化酵素
HAT精製
Histone
Histone code仮説
code仮説
miRNA
Microarray
ヒストンDNA脱メチル化酵素
Long non-coding RNA
ChIP-chip
超高速シークエンサー
高精度質量分析装置
エピゲノム:ゲノムの後天的(翻訳後)修飾
ヒストンアセチル化
ヒストン脱アセチル化
Writer
Ac
Reader
DNA脱メチル化
TET
DNA
5-mC
Me
ヒストンテイル
DNAメチル化
Eraser
ヒストンメチル化
ヒストン脱メチル化
真核細胞の染色体の基本単位
(ヌクレオソーム)の構造
コアヒストン(ヒストン8量体)の構造
H3
H4
H2B
H2A
H4
二本鎖DNAがヒストン8量体の周囲を1.75回転巻き付いている。
ヒストンH1はこのDNA鎖を抑えるとともに、H1同士の会合によって
クロマチンファイバー(ソレノイド)を形成するのにも関与している。
H3
ヒストンの化学的修飾
P
ac
ac
ac
ub1 P
N-S G R G K Q G C K A R A K… H2A …K T E S H H K A K G K…-C
1
5
ac
ac
9
13
119 120
P ac
ac
ub1
N-P E P A K S…K G S K K…K A… H2B …K A V T K Y T S S K…-C
5
12
14 15
20
120
meac
me P me me
me ac
P P
ac
me ac
ac
me
me ac
P
ac
me
N-A R T K…R K S T…K…R K…K…R K S…K…K…K… H3
2 3 4
P
me
8 9 10 11
ac
ac
14
17 18
ac
23
26 27 28
36
ac
me
56
79
N-S G R G K G G K G L G K G G A K R H R K V… H4
1
ヒストン修飾
3
5
ヒストンアミノ酸残基
8
12
16
20
転写への影響
アセチル化リジン
H3 (9, 14, 18, 27, 56), H4 (5, 8, 12, 16), H2A, H2B
リン酸化セリン/スレオニン H3 (3, 10, 28), H2A, H2B
メチル化アルギニン H3 (17, 26), H4 (3)
メチル化リジン
H3 (4, 36, 79)
H3 (9, 27), H4 (20)
ユビキチン化リジン H2B (120)
H2A (119)
活性化
活性化
活性化
活性化
抑制化
活性化
抑制化
Reader蛋白のヒストン修飾認識ドメイン
ヒストンH3のN末端の化学修飾と転写(ヒストンコード)
ヒストンH3のN末端のアミノ酸配列
me ac
me ac
me P me me
P P
ac
me ac
ac
me
me ac
P
ac
me
N-A R T K…R K S T…K…R K…K…R K S…K…K…K… H3
2 3
4
8
9
10 11
14
17 18
ac:アセチル化
23
26
27 28
36
me:メチル化
56
79
P:リン酸化
H3K9、H3K27 アセチル化:転写活性化 (開いたクロマチン:転写 ON)
H3K4 メチル化:転写記憶 (開いたクロマチンの維持:転写維持)
H3K27 メチル化:転写抑制 (閉じたクロマチン:転写 OFF)
エピジェネティクスと疾患
〜エピジェネティクな変化は疾患の発症にも関わっています〜
疾患発症の概念図
遺伝素因
遺伝病
相互作用
エピジェネティック制御が
関わっている疾患
免疫疾患・炎症性疾患
生活習慣病、ガン
統合失調症 など
環境因子
事故
エピジェネティクスと疾患
アレルギー、自己免疫疾患、メタボリックシンドローム、ガン、統合失調症などの
多因子性疾患の多くはエピジェネティックな遺伝子発現の変化によって発症すると
考えられています
コップ<水の量
コップの大きさ
遺伝素因
転写
異常
疾患発症
正常
転写
生理的な
反応
ゲノム高次構造の
エピジェネティック
変化誘導
環境要因
入れる水の量
水の量<コップ
ヘルパーT(Th)細胞分化とエピジェネティクス
環境要因(抗原+サイトカイン)
産生サイトカイン
転写因子
Gata3
Th2
IL-4, IL-5, IL-13
T-bet
(Tbx21)
Th1
IFNγ, IL-2, TNFα
Rorγt
(Rorc)
Th17
IL-17, IL-22
Foxp3
iTreg
IL-10, TGFβ
抗原(異物、病原体)
IL-4/Stat6
IL-12
Naive
抗原と出会った
ことのないT細胞
IL-6
TGFβ
IL-2
TGFβ
エピジェネティック変化
環境要因
(抗原、サイトカイン)
エピジェネティック変化
多くの遺伝子の
協調的遺伝子発現変化
Th細胞分化
転写因子GATA3 (GATA binding protein 3)の構造と機
能
転写活性化部位
構造:C4 Zinc Finger型転写活性化因子
TA1
Zinc Finger
TA2
N
C
ノックアウトマウスの解析から:
交感神経
T細胞
副腎
ノルアドレナリン産生不全
腎管誘導と
形成不全
分化異常
副甲状腺
形成不全・
機能異常
毛嚢
GATA3
内耳
蝸牛異常
腎臓
毛根内鞘の
形成不全
脂肪細胞
エピジェネティック制御
分化抑制
HDR症候群:副甲状腺機能低下症、感音性難聴、腎形成不全を3主徴
Th2細胞分化のマスター転写因子Gata3は
Th2サイトカイン遺伝子座にエピジェネティックな変化を誘導する
Th2サイトカイン遺伝子座
IL-4 IL-13
KIF3A
RAD50
IL-5
20 kbp
Th2サイトカイン(IL-4, IL-5, IL-13)は協調した発現制御を受けている
+GATA3
ナイーブ
CD4 T
クロマチン免疫沈降
(ChIP)
レトロウイルスベクターで
遺伝子導入
IL-4
IL-5
IL-13
ナイーブ CD4 T
Th2細胞
H3K4
H3K9
アセチル化 メチル化
H3K4
H3K9
メチル化
アセチル化
DNA
Close
Th2
細胞
1 1/3
1 1/3
DNA
IL-4
IL-4
IL-13
IL-13
IL-5
IL-5
1 1/3
活性化型
ヒストン修飾
1 1/3
Open
疑問:Gata3はTh2サイトカイン遺伝子座の特定の領域に結合しているのだろうか?
クロマチン免疫沈降(ChIP)アッセイの原理
ゲノム上の特定部位のヒストン修飾や転写因子の結合を解析するのに有効
ホルムアルデヒドによる架橋
ゲノムDNAの
単離
DNAの断片化と
クロマチンの可溶化
転写調節因子に対する特異抗体
修飾ヒストン特異的抗体
免疫沈降と
免疫沈降物の精製
脱架橋と
DNAの精製
PCRによる検出
PCR or qPCR
ゲノム上にシーケンスをマッピング
特定のクロマチン修飾因子・転写因子とRNAの
結合を解析する同様の方法をRIP(RNA免疫沈降)
といいます
クロマチン免疫沈降(ChIP)とChIPシーケンス(ChIP-Seq)の原理
ホルムアルデヒドによる架橋
ゲノムDNAの
単離
DNAの断片化と
クロマチンの可溶化
転写調節因子に対する特異抗体
修飾ヒストン特異的抗体
免疫沈降と
免疫沈降物の精製
次世代シーケンサーによる
網羅的シーケンシング
ゲノム上にシーケンスをマッピング
Mardis, E.R. Nat. Methods 4, 613-614 (2007)
脱架橋と
DNAの精製
ChIP-Seq解析によるH3K4me3レベルとGata3結合部位の網羅的同定
GATA3
エピジェネティック変化の誘導
IL-4
KIF3A
IL-13
RAD50
IL-5
Tag (リード)数
H3K4メチル化
GATA3結合
Gata3結合が特定の遺伝子領域で検出できた!!
v
IL-4 VA
エンハンサー
10 Kb
v
IL-4 イントロン
エンハンサー
v
vv v
IL-13エンハンサー
(CGRE)
Th2 LCR
(Locus control region)
v v v v v
IL-5プロモーター
疑問:エピジェネティクスの人為的な調節で、Th2細胞分化・アレルギーの制御は可能か?
新規チオアミド化合物SH-2251はIL-5産生を選択的に抑制す
る
SH-2251(石原産業)
S
O2N
F
O
N
H
Cl
N
CF3
F
M.W. : 489.8
Effect of SH-2251 on cytokine productions from human peripheral lymphocytes
and mouse splenocytes stimulated with anti-CD3 mAb (IC50 : µM)
IL-2
IL-4
IL-5
IL-10
IL-13
IFNγ
TNFα
Human peripheral lymphocytes >6
>6
0.02
>6
NT
>6
>6
>2
>2
0.08
NT
>2
>2
>2
Mouse splenocytes
チオアミド系化合物SH-2251はIL-5産生Th2細胞の分化を抑制する
Th2-conditions
αTCRβ, αCD28
αIFN-γ, IL-2, IL-4
SH-2251
?
2
0
Naïve
Th2
IL-2, IL-4
5 (Day)
-/+ SH-2251 (100 nM)
Naïve
CD4 T cells
Assay
Intracellular staining
10
10
IL-5
10
10
Control
4
6.4
3
ELISA
SH-2251
6.4
0.6
1.3
75.0
0
0
12.2
10
1
10
2
10
3
69.3
IL-4
10
10
10
300
80
180
10
150
40
90
0
0
0
28.8
4
IL-13
10
IL-13
1
10
10
IL-5
IL-4
2
(ng/ml)
10
4
0.4
48.1
3
68.4
1.0
2
Th2 Control
1
51.2
0
10
0
10
30.1
0.3
1
IFN-γ
10
2
10
3
10
4
0.5
Th2 SH-2251
SH-2251のTh1/Th17細胞分化に対する作用
SH-2251
SH-2251
?
?
Naïve
Th1
Naïve
Th17
Th17
Th1
Control
4
10
4.1
SH-2251
33.3
5.8
3
Control
4
SH-2251
10
40.3
3
6.8
22.8
2.6
22.1
46.0
29.3
10
10
2
10
2
1
IL-2
10
0
35.2
27.4
28.0
10
0
10
1
10
IFN-γ
2
10
3
10
4
10
25.9
IL-17A
10
1
10
0
10
18.7
51,7
0
10
1
10
IL-17F
2
10
3
10
4
10
SH-2251はll5遺伝子座の活性化ヒストン修飾誘導を抑制する
10 Kbp
ChIP-seq
Il4
Il13
Rad50
Il5
Kif3a
Control
H3K4me3
SH-2251
Control
H3K27ac
SH-2251
ChIP-qPCR
Intensity (relative)
18
H3K4me3
H3K9ac
20
50
8
10
25
0
0
0
Il4p
Il5p
Il13p
Il4p
Th2 Control
Il5p
Il13p
Th2 SH-2251
H3K27ac
Il4p
Il5p
Il13p
SH-2251はOVA誘発アレルギー性気道炎症の発症を抑制する
Normal mice
Asthmatic mice
SH-2251 (10 mg/kg): oral administration from day 0 to day 11
0
8
10
BALB/c
OVA Imm.
Infiltrated cells in BALF
OVA Challenge
12
(Day)
•BALF
•Lung
Lung histrogy
Immun.
Cell number (x105)
12
Vehicle
Vehicle
SH-2251
No immunization
**
H&E
**
6
PAS
0
Eos.
Neu.
Lym.
Mac.
tota
l
SH-2251
No immun.
Transcriptional repressor, Gfi1 and Gfi1b
Tarik Möröy et al. Blood 2015;126:2561-2569
SH-2251は転写抑制因子Gfi1の発現調節を介してIL-5産生を抑制する
Th2-conditions
-/+ SH-2251 (100 nM )
5 (Day)
0
Naïve
CD4 T cells
Gfi1 mRNA
Naïve
Transduction
CD4 T cells of Gfi1
qRT-PCR
W.B.
IL-4
4
1
t
25
n
2
o
C SH
IL-5
IL-13
8
8
4
4
0
0
(ng/ml)
SH
-2
25
l
nt
ro
Gfi1
α-Tubulin
l
ro
Stim. aTCRb
16 hr
1
70
2
0
5 (Day)
ELISA
Gfi1 protein
Co
Gfi1 mRNA (relative)
Th2-conditions
-/+ SH-2251 (100 nM )
0
2
35
0
Control
-Mock
SH2251Mock
SH2251Gfi1
SH-2251はGfi1遺伝子座のヒストンH3K27アセチル化を抑制す
る
Gfi1
ChIP-seq
a
Primers
2 kbp
bc d
Control
H3K4me3
H3K27ac
SH-2251
Control
SH-2251
ChIP-qPCR
H3K4me3
H3K27ac
40
Intensity (relative)
Intensity (relative)
40
20
0
20
Th2 Control
Th2 SH-2251
0
a
b
c
d
a
b
c
d
T細胞特異的Gfi1欠損マウスではOVA誘発アレルギー性気道炎症が減弱する
BALF中の細胞組成
0
8
OVA immunization
(i.p.)
9
10
40
11 days
OVA challenge
(i.n.)
BAL fluid
Lung histology
KO: Gfi1flox/flox x CD4-Cre Tg
Cell number (x103)
WT
KO
**
WT (Immunization)
KO (Immunization)
WT (No immunization)
KO (No immunization)
**
20
*
0
Eos.
細気管支周囲への炎症細胞浸潤 (H&E)
Immunization
Lym.
Mac.
Total
粘液過剰産生 (PAS)
Immunization
No immunization
WT
WT
KO
KO
200 µm
Neu.
No immunization
200 µm
SH-2251によるIL-5産生細胞分化の選択的抑(まとめ)
Normal Th2 cells
H3K27ac
ON
Gfi1
Gfi1
SH-2251-treated Th2 cells
OFF
H3K27ac
Gfi1
Gfi1
SH-2251
Shinnakasu R., et.al.
J Biol. Chem. 2008
active histone marks
ON
Il5
Chromatin remodeling
active histone marks
OFF
Il5
Chromatin remodeling
今後はSH-2251の直接の標的分子の同定が必要
Gfi1 as a regulator of p53 and a therapeutic target for ALL
SH-2251
Khandanpour et al. Oncotarget 4: 374-375, 2013
SH-2251の直接の標的分子は?
アフィニティ精製によるSH-2251結合タンパク質の同定
(兵庫医療大学創薬化学研究室との共同研究)
どうすればエピジェネティクスを制御できるのか?
エピゲノム関連酵素の基質や補因子は代謝産物である
エピゲノム制御酵素
基質/補因子
DNA/ヒストンメチル基転移酵素
S-adenosylmethionine (SAM)
ヒストンアセチル化酵素
AcetylCoA (AcCoA)
DNA/ヒストン脱メチル化酵素
α-ketoglutarate (α-KG)
Flavin adenine dinucleotide (FAD)
ヒストン脱アセチル化酵素
Nicotineamide adenine
dinucleotide (NAD+)
エピゲノム関連酵素の基質や補因子は代謝産物である
エピゲノム制御酵素
基質/補因子
DNA/ヒストンメチル基転移酵素
S-adenosylmethionine (SAM)
ヒストンアセチル化酵素
AcetylCoA (AcCoA)
DNA/ヒストン脱メチル化酵素
α-ketoglutarate (α-KG)
Flavin adenine dinucleotide (FAD)
ヒストン脱アセチル化酵素
Nicotineamide adenine
dinucleotide (NAD+)
A diagram illustrating the common catalytic reaction of
Fe2+/2-oxoglutarate (α-KG)-dependent dioxygenases
KDM2-7 (histone demethylases)
TET1-3 (DNA demethylases)
PHD1-3 (Proline hydroxylase) etc…
Substrate
Substrate
Fe2+
+
α-KG
O2
Fe3+/4+
Succinate
Fumarate
R-2HG
Co2+/Ni2+
NO
+
Succinate
CO2
OH
グルコース/グルタミン代謝とTCA回路
Glucose
Extracellular
Cytoplasm
Glucose-6-P
Pentose phosphate
pathway
Lipids
Lactate
Pyruvate
Malate
Malate
OAA
Acetyl-CoA
Citrate
Pyruvate
Acetyl-CoA
OAA
Citrate
Malate
TCA cycle
Fumalate
Succinate
Glutamate
Glutamine
α-KG
Mitochondria
Extracellular
Glutamine
増殖が活発な細胞では嫌気的解糖とグルタミン代謝が亢進する
Glucose
Extracellular
Cytoplasm
Glucose-6-P
Warburg effect
(嫌気的解糖)
Pentose phosphate
pathway
Lipids
Lactate
Pyruvate
Malate
Malate
OAA
Acetyl-CoA
Citrate
Pyruvate
Acetyl-CoA
OAA
Glutaminolysis
(グルタミン代謝)
Citrate
Malate
TCA cycle
Fumalate
Succinate
Glutamate
Glutamine
α-KG
Mitochondria
Extracellular
Glutamine
Th2細胞分化はグルタミン依存的に誘導される
anti-TCR/anti-CD28
anti-IFN-γ/IL-2/IL-4
0
IL-2/IL-4
5 days
2
+ L-Gln
Intracellular staining: stim. for 8 h
ELISA: stim. for 16 h
Gln
Gln
104
0.7
15.6
30
(ng/ml)
102
IL-4
α-KG
**
0.4
103
Glu
dGln: 0.05 mM L-Gln
IL-4
dGln
Ctrl
43.5
Ctrl: 3 mM L-Gln
assay
15
IL-5
20
**
10
101
54.5
100
100
101
1.3
102
82.0
2.0
0
103 104
Ctrl dGln
0
IL-13
104
Lipid
synthesis
3.4
3.0
0.4
20
0.1
**
IL-2
30
**
(ng/ml)
103
102
IL-5
TCA
cycle
Ctrl dGln
IFN-γ
101
11.2
82.4
100
100
101
IL-13
102
103
104
97.6
10
15
1.9
0
Ctrl dGln
0
Ctrl dGln
Th2細胞分化はグルタミン阻害剤で抑制される
anti-TCR/anti-CD28
anti-IFN-γ/IL-2/IL-4
0
Gln
IL-2/IL-4
5 days
2
L-Don (1 µM)
Intracellular staining: stim. for 8 h
assay
ELISA: stim. for 16 h
Gln
L-Don
Gls
104
Glul
0.8
11.4
0.5
2.5
82.6
5.5
2.9
0.6
0.5
12.2
96.8
2.1
IL-4
102
α-KG
TCA
cycle
42.1
103
Glu
Glud
L-Don
Ctrl
101
54.6
100
100
101
102
103 104
IFN-γ
104
Lipid
synthesis
3.2
103
L-Don: 6-Diazo-5-oxo-L-norleucine (1 µM)
IL-5
102
101
81.7
100
100
101
IL-13
102
103
104
Th2細胞分化はα-KG依存的に誘導される
Gln
anti-TCR/anti-CD28
anti-IFN-γ/IL-2/IL-4
0
2
IL-2/IL-4
3
5 days
Intracellular staining
Cell division
Gln
104
Glu
31.0
dGln+
DM-α-KG
dGln
Ctrl
20.1
17.1
0.9
39.1
12.1
7.2
82.0
0.7
82.0
3.9
103
IL-4
α-KG
102
101
54.5
100
100
101
102
103 104
IL-13
Th2 cell differentiation
2
5
6
3
Events
4
101
102
2
4
4
100
3
103 104
Dye eFluor 670
1
1
Th17細胞分化はグルタミン依存的に誘導される
In vitro Th differentiation (from naïve CD4 T cells)
Th17 conditions
Th1 conditions
IL-2
Gln
104
dGln
Ctrl
20.0
1.5
104
15.6
50.4
103
103
102
102
101
51.3
27.2
100
100
101
102
103
20.2
21.5
104
IL-17A
Gln
dGln
Ctrl
21.8
25.0
2.0
4.9
11.8
80.1
13.0
101
41.4
100
100
101
102
103
104
IL-17F
IFN-γ
Glu
iTreg conditions
α-KG
104
dGln
Ctrl
2.7
36.7
3.2
38.1
103
102
Lipid
synthesis
Helios
TCA
cycle
Ctrl: 3 mM L-Gln
101
51.8
8.8
100
100
101
102
8.4
50.3
dGln: 0.05 mM L-Gln
103 104
Foxp3
iTreg分化はグルタミンに依存的しない
グルタミン代謝とTh細胞分化の関係
Th1
Th2
Th17
L-Gln
Naive
X(代謝産物)
促進
抑制
iTreg
細胞内エネルギー代謝解析は免疫創薬研究に有用!!
ヘルパーT(Th)細胞分化調節による炎症性御のための新規戦略
私たちが提唱する考え
従来の考え
治療標的
環境要因
(抗原、サイトカイン)
シグナル
シグナル
マスター転写因子
代謝リプログラミング
マスター転写因子
エピジェネティック変化
多くの遺伝子の
協調的な発現変動
Th細胞分化