Title
IDO1 plays an Immunosuppressive Role in 2,4,6-Trinitrobenzene
Sulfate-Induced Colitis in Mice( 内容と審査の要旨(Summary) )
Author(s)
高松, 学
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(医学) 甲第941号
Issue Date
2014-03-25
Type
博士論文
Version
none
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/49057
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏名（本籍） 学 位 の 種 類 学位授与番号 学位授与日付 学位授与要件 学位論文題目 審 査 委 員 高 松 学（長野県） 博 士（医学） 甲第 941 号 平成 26 年 3 月 25 日 学位規則第４条第１項該当
IDO1 Plays an Immunosuppressive Role in 2,4,6-Trinitrobenzene Sulfate-Induced Colitis in Mice
（主査）教授 前 川 洋 一
（副査）教授 伊 藤 善 規 教授 深 尾 敏 幸
論 文 内 容 の 要 旨
免疫反応の適切な制御は生体の恒常性を維持する上で必須であり，その破綻は種々の疾患と綿密 に関連している。Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO)はトリプトファンを分解する律速酵素で，諸 臓器で免疫を制御する働きがあることが知られている。IDO は組織中で主に樹状細胞から産生され るが，腫瘍細胞も IDO を産生することが知られており，腫瘍に対する免疫反応の回避に関連してい ると考えられている。このため 1-メチルトリプトファン(1-mT)をはじめとする IDO 阻害薬は再発性， 難治性の腫瘍に対する治療の補助薬として治験段階にあるが，IDO 阻害に伴う炎症増強などの副作 用に関しては十分に検討されていない。本研究では，IDO のうち大腸に多く分布する IDO1 の欠損マ ウスおよび IDO 阻害薬を用いて，大腸炎における IDO の役割を検証した。 【対象と方法】 (1) 急性大腸炎の誘発
C57BL/6 を background とする 8 週齢のIdo1欠損(-/-)マウスおよび野生型のIdo1 (+/+)マウスに 対し，硫酸トリニトロベンゼン(TNBS) を経直腸的に投与し，大腸炎を誘発した。対照群として，無 処置群と，TNBS の溶媒であるエタノール投与群を設定した。投与後 72 時間にて屠殺解剖したのち， 大腸組織の H-E 染色標本にて炎症をスコア化し，各群を比較した。免疫組織化学染色にて IDO と， 樹状細胞のマーカーである CD11c とを染色し，組織中の陽性細胞の分布を評価した。また，上皮組 織と間質組織を腺管分離法により分離採取し，それぞれの組織中におけるIdo1とIdo2（Ido1の関 連遺伝子）の mRNA 発現定量および酵素活性測定により評価した。
(2) 骨髄移植モデル
大腸組織において，上皮と間質のそれぞれから産生される IDO1 の役割を詳細に検証するため，5 週齢の Ido1(-/-) マウスおよびIdo1(+/+) マウスにそれぞれ，Ido1(-/-) または Ido1(+/+) マウ スから採取した骨髄を経静脈的に移植し，生着を確認後 9 週齢にて(1)と同様に急性大腸炎を誘発し， 72 時間後屠殺解剖した。H-E 染色標本における炎症のスコア化に加え，免疫組織化学染色にて大腸 間質に浸潤する制御性 T 細胞の分布を検証した。また，(1)で用いた腺管分離法と mRNA 発現定量に より，炎症性サイトカインの発現を検証した。 (3) IDO 阻害薬(1-mT) 投与モデル 8 週齢のIdo1(+/+)マウスに対し，1-L-メチルトリプトファン (1-L-mT), 1-D-メチルトリプトフ ァン (1-D-mT) を飲水投与し，4 日後，(1)と同様に急性大腸炎を誘発し，72 時間後(1-mT 投与開始 から 7 日) 屠殺解剖した。対照群として，pH を調整した水道水の飲水投与群を設定した。各群の大 [ ]
腸組織を(1)と同様に H-E 染色標本上で評価した。 【結果】
(1) TNBS 投与群において，Ido1(-/-) マウスはIdo1(+/+) マウスに比して，有意に急性大腸炎が 増強した。免疫染色にて，IDO 陽性細胞は TNBS 投与群の大腸間質において増加がみられ，一部は樹 状細胞のマーカーである CD11c と共染所見を示した。また TNBS を投与したIdo1(+/+) マウスの間 質組織では，Ido1とIdo2の mRNA 発現はいずれも対照群に比して有意に増加していた。IDO の酵素 活性は，Ido1(+/+) マウスにおいて TNBS 投与群で上昇する傾向がみられたが，有意な差は確認され なかった。 (2) Ido1(+/+) 骨髄を移植したIdo1(-/-) マウスでは，大腸炎が有意に減弱した。また逆に， Ido1(-/-)骨髄を移植したIdo1(+/+)マウスでは有意に大腸炎が増強した。間質に浸潤する制御性 T 細胞の CD4 陽性 T 細胞に占める割合は，Ido1(-/-)マウス，Ido1(+/+)マウスのいずれにおいても Ido1(+/+)骨髄を移植した群で有意に増加していた。また，炎症促進性サイトカインである IFNγや TNFαは，Ido1(-/-)マウス，Ido1(+/+)マウスのいずれにおいても，Ido1(-/-)骨髄を移植した群で 発現が上昇する傾向がみられた。また逆に，抗炎症性サイトカインである IL-10 は，Ido1(-/-)マウ スにおいて，Ido1(-/-)骨髄を移植した群で，Ido1(+/+)骨髄を移植した群に比べ発現が有意に減少 した。 (3) 1-L-mT, 1-D-mT を投与したマウスは，いずれも対照群に比して有意に大腸炎が増強した。 【考察】 IDO の欠損によって TNBS 誘発大腸炎は悪化し，大腸における IDO の免疫制御作用が確認された。 また骨髄由来細胞が産生する IDO は大腸炎の制御に重要であることが示された。IDO による大腸炎 の制御は，制御性 T 細胞の分化誘導や，炎症促進性サイトカインの発現減少，抗炎症性サイトカイ ンの発現増加によりなされると考えられた。また，1-L-mT, 1-D-mT のいずれの IDO 阻害薬も炎症を 増強させることが証明された。 【結論】 IDO1 は大腸の炎症制御に重要な役割を果たしており，その欠損あるいは薬剤による拮抗阻害によ って，炎症が増強することが証明された。腫瘍に対する治療薬として用いる際には，炎症の増強な どの副作用に留意する必要性があると考えられた。 論 文 審 査 の 結 果 の 要 旨
申請者 高松学 はトリプトファン代謝酵素であるIndoleamine 2,3-dioxygenase (IDO)の炎症
反応における役割を逆遺伝学的に検討し，骨髄由来細胞のIDO1 が急性大腸炎を抑制性に制御して
いることを証明した。また，IDO 阻害薬投与により大腸炎が増悪することを明らかにし，IDO を治 療標的とする際の注意の必要性を示した。本研究は免疫応答と炎症の制御機構を理解する上で重要 な知見を示し，免疫学，炎症学および腫瘍治療学の進歩に少なからず寄与するものと考えられる。 ［主論文公表誌］Manabu Takamatsu, Akihiro Hirata, Hirofumi Ohtaki, Masato Hoshi, Yuichiro Hatano, Hiroyuki Tomita, Toshiya Kuno, Kuniaki Saito, Akira Hara: IDO1 Plays an Immunosuppressive Role in 2,4,6-Trinitrobenzene Sulfate-Induced Colitis in Mice.
