視神経脊髄炎(Neuromyelitis Optica: NMO)や多発性硬化症(Multiple Sclerosis: MS)では複数の疾患修飾薬の登場で病態に即した個別化医療が求められている。そのためには細胞生物学的解析手法を用いた患者検体の解析による病態理解と治療指標の同定が不可欠である。本研究開発では以下の研究を行なった。
1. NMO患者T細胞内の中枢神経移行性T細胞の多様性の解明
NMO症例の炎症発作時の髄液及び末梢血のリンパ球と寛解期のMS症例の末梢血のリンパ球38347個についてChromiumを用いたscRNA-seq解析を行った。NMO症例ではMS症例と比してmemory CD4+およびCD8+ T細胞が髄液で増加し、自己抗体産生細胞Plasmablasts(PB)が髄液および末梢血で増加するなど病原性を反映した細胞亜分画の変化が認められた。さらにNMOの中枢神経移行性T細胞における病原性に関わる新規表面受容体(X, Y)を同定した。
2. NMOにおける免疫寛容の破綻機構の解明
MSで疾患修飾治療薬として用いられるインターフェロン(IFN)-βはNMOに効果がないばかりか、患者によっては内在性のIFN-βが病態を悪化させることが知られている。MSと対照的なIFN-βによるNMOの免疫寛容破綻機構を明らかにするため、MS患者においてIFN-β治療によって免疫寛容が誘導されたCD4+およびCD8+T細胞上のPD-1との共発現遺伝子を用いて、memory CD8+T細胞がMSの病勢を反映した細胞亜分画であることと、PD-1との共発現因子を制御する鍵の一つとして転写因子c-Mafを同定した。c-Mafを発現したCD8+T細胞はPD-1を含むco-iRsの発現を促進し、抑制性サイトカインIL-10を産生することなど、免疫制御機能を有していることを明らかにした(Koto S, Chihara N, et al. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm., 9(4)：e1166, 2022)。
3. NMOの自己免疫病態を反映したT-B細胞間分子回路の解明
ヒトのT細胞分化はT細胞とB細胞間の相互作用が重要であり、MSとNMOにおける病原性の違いはT細胞だけでなく、B細胞も関与している可能性が高い。本研究開発項目を通じてin vitro細胞培養によるPB誘導系を確立した。
本研究班で構築した基礎臨床一体型のプラットフォームを活用することで、今後、候補因子のより大規模な検証による臨床応用とより広汎な神経疾患を対象としたリバーストランスレーショナルリサーチによる新たな治療薬開発へつながる。また、本研究がもたらす解析手法や新規治療標的を用いた更なる病態解析によって、免疫介在性の他の難治性疾患への実用化研究への移行が期待できる。