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CD4陽性T細胞中のT-betはRORγtの発現と機能,及びIL-17A産生を抑制し自己免疫性関節炎を制御する.

清水, 優 筑波大学 DOI:10.15068/0002005628

2022.11.24

概要

【目的】
 関節リウマチは多関節炎を特徴とする慢性炎症性疾患である.その病態は未解明であるが,炎症滑膜に多数のCD4陽性T細胞が浸潤し,病態形成に関与する事が指摘されている.特にTh1細胞分化に重要な転写因子であるT-Box Expressed in T cells(T-bet)発現は,関節リウマチにおいて炎症と負に相関し,病態形成に重要な役割を果たすと考えられる.当研究室ではT細胞特異的にT-betを過剰発現させたマウスにおいて関節リウマチのマウスモデルであるコラーゲン誘導関節炎(CIA)が抑制される事を報告したが,CD4陽性T細胞に生理的に発現するT-betの関節炎における役割は不明であり,T-betの病態形成に与える影響と機能的意義を明らかにする事を目的として研究を行った.

【実験材料と方法】
8~11週齢の雄C57BL/6系統の野生型マウス(WT),T-bet欠損マウス(T-bet KO),T-betfl/flマウス,CD4-Cre T-betfl/fl (cKO)マウスを対象として下記の実験を行った.
1) WTマウスとT-bet KOマウスにCIAを誘導した.
2) CII免疫後のWTマウスとT-bet KOマウスのリンパ節中CD4陽性T細胞とCD11c陽性樹状細胞をCII存在下で培養し,サイトカイン産生を評価した.
3) CII免疫後のWTマウスとT-bet KOマウスのリンパ節中CD4陽性T細胞におけるRORγt発現,IL-17A産生を評価した.
4) CII免疫後のWTマウスとT-bet KOマウスのリンパ節中CD4陽性T細胞におけるCD25陽性Foxp3陽性制御性T細胞とCXCR5陽性ICOS陽性濾胞性ヘルパーT細胞の割合を評価した.
5) WTマウスとT-bet KOマウス由来naïveCD4陽性T細胞をTh17条件で培養し,RORγt発現,IL-17A産生を評価した.
6) T-betfl/flマウスとCD4-Cre T-betfl/fl(cKO)マウスにCIAを誘導した.
7) T-betfl/flマウスとcKOマウスの炎症関節のCD4陽性T細胞におけるRORγt発現,IL-17A産生を評価した.
8) CII免疫後のT-betfl/flマウスとcKOマウスのリンパ節中CD4陽性T細胞のトランスクリプトームをRNA-seqで比較した.

【結果】
1) T-bet KOマウスではWTと比較してCIAの発症率,重症度ともに増悪した.
2) T-bet KOマウス由来CD4陽性T細胞ではWTマウス由来CD4陽性T細胞と比較してCII反応性IFNγ,IL-10産生が低下し,IL-17A,IL-17F,TNFα産生が亢進した.
3) T-bet KOマウス由来CD4陽性T細胞ではWTマウス由来CD4陽性T細胞と比較してRORγt発現が亢進し,RORγt陽性CD4陽性T細胞においてIL-17A産生が亢進した.
4) T-bet KOマウス由来CD4陽性T細胞ではWTマウス由来CD4陽性T細胞と比較してCD25陽性Foxp3陽性制御性T細胞とCXCR5陽性ICOS陽性濾胞性ヘルパーT細胞の割合は同等であった.
5) T-bet KOマウス由来naïveCD4陽性T細胞ではWTマウス由来naïve CD4陽性T細胞と比較して,Th17条件培養後のRORγt発現は同等であったが,IL-17A陽性率が亢進した.
6) cKOマウスでもT-betfl/flマウスと比較してCIAの発症率,重症度ともに増悪した.
7) cKOマウスの炎症関節では,T-betfl/flマウスと比較してCD4陽性T細胞のRORγt発現が亢進し,IL-17A産生が亢進した.
8) cKOマウス由来CD4陽性T細胞ではT-betfl/flマウス由来CD4陽性T細胞と比較してTh1細胞関連遺伝子発現が低下し,Th17細胞関連遺伝子発現が亢進した.rorc発現を制御する遺伝子やrorc以外のil17a発現を制御する遺伝子の発現レベルはcKOマウス由来CD4陽性T細胞とT-betfl/flマウス由来CD4陽性T細胞で同等であった.

【考察】
 Th1細胞分化の主要な転写因子であるT-betの過剰発現やTh1細胞の主要サイトカインであるIFNはCIAを抑制し,関節リウマチにおいてもCRPと逆相関する事が知られる.本研究で,CD4陽性T細胞中のT-betはRORγtの発現と機能を抑制し,関節炎原性Th17細胞の発生とCIAの病態を抑制する事が示された.
 CD4陽性T細胞はサブセットによりCIAへの病態寄与が異なり,Th17細胞や濾胞性ヘルパーT細胞はCIAを促進,制御性T細胞はCIAを抑制する事が知られる.T-bet KOマウスでは制御性T細胞や濾胞性ヘルパーT細胞の割合は変化無かったが,Th17細胞が増加していたことから,T-betはTh17細胞発生を抑制する事でCIAの病態を制御すると考えられた.
 T-betがTh17細胞発生を抑制する機序として,in vitro分化誘導系の結果からT-betはnaïveCD4陽性T細胞のTh17細胞への分化を抑制する事が示された.分子生物学的観点からは,T-betはRORγt発現を抑制する事に加え,T-betはRORγt陽性CD4陽性T細胞においてIL-17A産生を抑制した事から,RORγtの機能を抑制する事が示された.RNA-seqの結果から,T-betはTh17細胞関連遺伝子の発現を抑制したが,rorcやil17a発現を制御する遺伝子の発現には影響を与えず,T-betがrorcやil17aの転写制御に直接関与する可能性が示唆された.

【結論】
 CD4陽性T細胞におけるT-betはRORγtの発現と機能を抑制することでTh17応答を抑制し,CIAを抑制すると考えられた.

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