JP2016525873A - T細胞バランス遺伝子発現、組成物およびその使用方法 - Google Patents

T細胞バランス遺伝子発現、組成物およびその使用方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、一般に、T細胞バランス、例えば、Th17細胞分化、維持および/または機能をモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える調節ネットワークを同定するための組成物および方法、ならびに種々の治療および/または診断指標においてT細胞バランスをモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える調節ネットワークを利用するための組成物および方法に関する。本発明はまた、一般に、種々の治療および/または診断指標においてT細胞バランスをモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える標的遺伝子および/または標的遺伝子産物の同定および利用に関する。

Description

関連出願
本出願は、参照により全体として本明細書に組み込まれる、2013年2月27日に出願された米国仮特許出願第61/770,036号明細書の利益を主張する。
連邦政府により資金提供を受けた研究に関する記述
本発明は、以下の助成金のもと政府支援により行われた:National Institute of Healthにより授与されたPioneer Grant DP1OD003958−01;National Institute of Healthにより授与されたPioneer Grant DP1OD003958−03;National Institute of Healthにより授与されたCenters of Excellence in Genomics Science Grant 1P50HG006193−01;National Human Genome Research Instituteにより授与されたGrant 1P01HG005062−01;National Institute of Healthにより授与されたGrant DP1OD003893、National Institute of Healthにより授与されたGrant NS30843、National Institute of Healthにより授与されたGrant NS045937、National Institute of Healthにより授与されたGrant AI 73748、National Institute of Healthにより授与されたGrant AI45757、National Institute of Healthにより授与されたGrant P01AI056299およびNational MS Society,New Yorkにより授与されたGrant RG2571。政府は、本発明における一定の権利を有する。
本発明は、一般に、T細胞バランス、例えば、Th17細胞分化、維持および/または機能をモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える調節ネットワークを同定するための組成物および方法、ならびに種々の治療および/または診断指標においてT細胞バランスをモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える調節ネットワークを利用するための組成物および方法に関する。本発明はまた、一般に、種々の治療および/または診断指標においてT細胞バランスをモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える標的遺伝子および/または標的遺伝子産物の同定および利用に関する。
これらの重要性にかかわらず、T細胞のバランス、例として、ナイーブT細胞の分化を制御する分子回路は、大部分が不明のままである。哺乳動物細胞における調節ネットワークを再構築した近年の研究は、短期応答にフォーカスし、初代T細胞に容易に適用することができない摂動ベースアプローチに依存した。したがって、T細胞バランス、例として、Th17細胞分化、維持および機能をモジュレートし、制御し、またはそうでなければそれに影響を与える動的調節ネットワークのより良好な理解、ならびに種々の治療および診断方法においてこのネットワークを利用するための手段が必要とされている。
本発明は、T細胞バランスをモジュレートするための組成物および方法を提供する。本明細書において使用される用語「モジュレートする」は、1つ以上の遺伝子の発現の上方調節、もしくはそうでなければ増加、1つ以上の遺伝子の発現の下方調節、もしくはそうでなければ減少、1つ以上の遺伝子産物の発現、活性および/もしくは機能の阻害もしくはそうでなければ減少、ならびに/または1つ以上の遺伝子産物の発現、活性および/もしくは機能の向上もしくはそうでなければ増加を含む。
本発明において使用される用語「T細胞バランスをモジュレートする」は、種々のT細胞関連機能および/または機能のいずれかのモジュレーション、例として、非限定的な例として、T細胞分化を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;例えば、T細胞の寿命にわたりT細胞維持を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;T細胞機能を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;ヘルパーT細胞(Th細胞)分化を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;例えば、Th細胞の寿命にわたりTh細胞維持を調節するネットワークに影響を与える制御もしくはそうでなければ影響;Th細胞機能を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;Th17細胞分化を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;例えば、Th17細胞の寿命にわたりTh17細胞維持を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;Th17細胞機能を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;制御性T細胞(Treg)分化を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;例えば、Treg細胞の寿命にわたりTreg細胞維持を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;Treg細胞機能を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;他のCD4+T細胞分化を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;他のCD4+T細胞維持を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;他のCD4+T細胞機能を調節するネットワークの制御もしくはそうでなければ影響;T細胞の比の操作もしくはそうでなければ影響、例えば、Th17細胞と、他のT細胞タイプ、例えば、Tregもしくは他のCD4+T細胞との比の操作もしくはそうでなければ影響など;異なるタイプのTh17細胞、例えば、病原性Th17細胞および非病原性Th17細胞などの比の操作もしくはそうでなければ影響;T細胞の少なくとも1つの機能もしくは生物学的活性の操作もしくはそうでなければ影響;Th細胞の少なくとも1つの機能もしくは生物学的活性の操作もしくはそうでなければ影響;Treg細胞の少なくとも1つの機能もしくは生物学的活性の操作もしくはそうでなければ影響;Th17細胞の少なくとも1つの機能または生物学的活性の操作もしくはそうでなければ影響;および/または別のCD4+T細胞の少なくとも1つの機能もしくは生物学的活性の操作もしくはそうでなければ影響を含む。
本発明は、T細胞バランスをモジュレートするT細胞モジュレート剤を提供する。例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してT細胞タイプのレベルおよび/もしくはその間の、例えば、Th17と他のT細胞タイプ、例えば、制御性T細胞(Treg)との間のバランス、ならびに/またはTh17活性および炎症潜在性を調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。本明細書において使用される用語、例えば、「Th17細胞」および/または「Th17表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、インターロイキン17A(IL−17A)、インターロイキン17F(IL−17F)、およびインターロイキン17A/Fヘテロダイマー(IL17−AF)からなる群から選択される1つ以上のサイトカインを発現する分化Tヘルパー細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「Th1細胞」および/または「Th1表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、インターフェロンガンマ(IFNγ)を発現する分化Tヘルパー細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「Th2細胞」および/または「Th2表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、インターロイキン4(IL−4)、インターロイキン5(IL−5)およびインターロイキン13(IL−13)からなる群から選択される1つ以上のサイトカインを発現する分化Tヘルパー細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「Treg細胞」および/または「Treg表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、Foxp3を発現する分化T細胞を指す。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してTh17表現型のレベルおよび/もしくはその間のバランス、ならびに/またはTh17活性および炎症潜在性を調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。好適なT細胞モジュレート剤としては、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤が挙げられる。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのTモジュレート剤を使用してTh17細胞タイプのレベルおよび/またはその間、例えば、病原性および非病原性Th17細胞間のバランスの調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用して病原性および非病原性Th17活性のレベルおよび/またはその間のバランスを調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してT細胞の集団の、例えば、規定の病原性区別の有無にかかわらずにTh17細胞に向かう分化、または規定の病原性区別の有無にかかわらずにTh17から離れる分化に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してT細胞の集団の、例えば、非Th17T細胞サブセットに向かう分化、または非Th17細胞サブセットから離れる分化に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してT細胞可塑性を誘導し、例えば、Th17細胞を異なるサブタイプに、または新たな状態に変換する方法を提供する。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してT細胞可塑性を誘導し、例えば、Th17細胞を異なるサブタイプに、または新たな状態に変換する方法を提供する。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用して上記の任意の組合せを達成する方法を提供する。
一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
T細胞モジュレート剤を使用し、Th17関連摂動に対して応答性の遺伝子として同定されている1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現をモジュレートする。これらの標的遺伝子は、例えば、T細胞、例えば、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、分化T細胞および/またはそれらの組合せを、T細胞モジュレート剤と接触させ、1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現に対するその効果(存在する場合)をモニタリングすることにより同定する。一部の実施形態において、1つ以上のシグネチャー遺伝子は、本明細書の表1または表2に列記されるものから選択する。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表3に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連サイトカインまたは受容体分子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表4に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連転写調節因子である。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表5に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連転写調節因子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表6に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連受容体分子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表7に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連キナーゼである。一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表8に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連シグナリング分子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、本明細書の表9に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連受容体分子である。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、Th17分化の誘導に関与する1つ以上の標的遺伝子、例えば、IRF1、IRF8、IRF9、STAT2、STAT3、IRF7、STAT1、ZFP281、IFI35、REL、TBX21、FLI1、BATF、IRF4など、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、AES、AHR、ARID5A、BATF、BCL11B、BCL3、CBFB、CBX4、CHD7、CITED2、CREB1、E2F4、EGR1、EGR2、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FLI1、FOXO1、GATA3、GATAD2B、HIF1A、ID2、IFI35、IKZF4、IRF1、IRF2、IRF3、IRF4、IRF7、IRF9、JMJD1C、JUN、LEF1、LRRFIP1、MAX、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、PRDM1、REL、RELA、RUNX1、SAP18、SATB1、SMAD2、SMARCA4、SP100、SP4、STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5B、STAT6、TFEB、TP53、TRIM24、and/or ZFP161、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、Th17表現型の発生およびTh17T細胞の増幅に関与する1つ以上の標的遺伝子、例えば、IRF8、STAT2、STAT3、IRF7、JUN、STAT5B、ZPF2981、CHD7、TBX21、FLI1、SATB1、RUNX1、BATF、RORC、SP4など、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、BATF、BCL11B、BCL3、BCL6、CBFB、CBX4、CDC5L、CEBPB、CHD7、CREB1、CREB3L2、CREM、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、HIF1A、HMGB2、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF7、IRF8、IRF9、JUN、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF9、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MAZ、MINA、MTA3、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、RELA、RORA、RUNX1、SAP18、SATB1、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP4、SS18、STAT1、STAT2、STAT3、STAT5A、STAT5B、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TLE1、TP53、TRIM24、TRIM28、TRPS1、VAV1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP62、ZNF238、ZNF281、and/or ZNF703、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、Th17細胞の安定化に関与し、および/またはTh17関連インターロイキン23(IL−23)シグナリングをモジュレートする1つ以上の標的遺伝子、例えば、STAT2、STAT3、JUN、STAT5B、CHD7、SATB1、RUNX1、BATF、RORC、SP4 IRF4など、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、ATF3、ATF4、BATF、BATF3、BCL11B、BCL3、BCL6、C21ORF66、CBFB、CBX4、CDC5L、CDYL、CEBPB、CHD7、CHMP1B、CIC、CITED2、CREB1、CREB3L2、CREM、CSDA、DDIT3、E2F1、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、GATA3、GATAD2B、HCLS1、HIF1A、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF7、IRF8、IRF9、JARID2、JMJD1C、JUN、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF7、KLF9、LASS4、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MEN1、MINA、MTA3、MXI1、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF13、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、REL、RELA、RNF11、RORA、RORC、RUNX1、RUNX2、SAP18、SAP30、SATB1、SERTAD1、SIRT2、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD4、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP100、SP4、SS18、STAT1、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TGIF1、TLE1、TP53、TRIM24、TRPS1、TSC22D3、UBE2B、VAV1、VAX2、XBP1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP36L1、ZFP36L2、ZNF238、ZNF281、ZNF703、ZNRF1、and/or ZNRF2、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、FAS、CCR5、IL6ST、IL17RA、IL2RA、MYD88、CXCR5、PVR、IL15RA、IL12RB1、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、IL7R、ITGA3、IL1R1、CCR5、CCR6、ACVR2A、IL6ST、IL17RA、CCR8、DDR1、PROCR、IL2RA、IL12RB2、MYD88、PTPRJ、TNFRSF13B、CXCR3、IL1RN、CXCR5、CCR4、IL4R、IL2RB、TNFRSF12A、CXCR4、KLRD1、IRAK1BP1、PVR、IL12RB1、IL18R1、TRAF3、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、IL7R、ITGA3、IL1R1、FAS、CCR5、CCR6、ACVR2A、IL6ST、IL17RA、DDR1、PROCR、IL2RA、IL12RB2、MYD88、BMPR1A、PTPRJ、TNFRSF13B、CXCR3、IL1RN、CXCR5、CCR4、IL4R、IL2RB、TNFRSF12A、CXCR4、KLRD1、IRAK1BP1、PVR、IL15RA、TLR1、ACVR1B、IL12RB1、IL18R1、TRAF3、IFNGR1、PLAUR、IL21R、IL23R、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、EIF2AK2、DUSP22、HK2、RIPK1、RNASEL、TEC、MAP3K8、SGK1、PRKCQ、DUSP16、BMP2K、PIM2、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、PSTPIP1、PTPN1、ACP5、TXK、RIPK3、PTPRF、NEK4、PPME1、PHACTR2、HK2、GMFG、DAPP1、TEC、GMFB、PIM1、NEK6、ACVR2A、FES、CDK6、ZAK、DUSP14、SGK1、JAK3、ULK2、PTPRJ、SPHK1、TNK2、PCTK1、MAP4K3、TGFBR1、HK1、DDR1、BMP2K、DUSP10、ALPK2、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、PTPLA、PSTPIP1、TK1、PTEN、BPGM、DCK、PTPRS、PTPN18、MKNK2、PTPN1、PTPRE、SH2D1A、PLK2、DUSP6、CDC25B、SLK、MAP3K5、BMPR1A、ACP5、TXK、RIPK3、PPP3CA、PTPRF、PACSIN1、NEK4、PIP4K2A、PPME1、SRPK2、DUSP2、PHACTR2、DCLK1、PPP2R5A、RIPK1、GK、RNASEL、GMFG、STK4、HINT3、DAPP1、TEC、GMFB、PTPN6、RIPK2、PIM1、NEK6、ACVR2A、AURKB、FES、ACVR1B、CDK6、ZAK、VRK2、MAP3K8、DUSP14、SGK1、PRKCQ、JAK3、ULK2、HIPK2、PTPRJ、INPP1、TNK2、PCTK1、DUSP1、NUDT4、TGFBR1、PTP4A1、HK1、DUSP16、ANP32A、DDR1、ITK、WNK1、NAGK、STK38、BMP2K、BUB1、AAK1、SIK1、DUSP10、PRKCA、PIM2、STK17B、TK2、STK39、ALPK2、MST4、PHLPP1、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、HK2、CDKN1A、DUT、DUSP1、NADK、LIMK2、DUSP11、TAOK3、PRPS1、PPP2R4、MKNK2、SGK1、BPGM、TEC、MAPK6、PTP4A2、PRPF4B、ACP1、CCRN4L、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、HK2、ZAP70、NEK6、DUSP14、SH2D1A、ITK、DUT、PPP1R11、DUSP1、PMVK、TK1、TAOK3、GMFG、PRPS1、SGK1、TXK、WNK1、DUSP19、TEC、RPS6KA1、PKM2、PRPF4B、ADRBK1、CKB、ULK2、PLK1、PPP2R5A、PLK2、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、ZAP70、PFKP、NEK6、DUSP14、SH2D1A、INPP5B、ITK、PFKL、PGK1、CDKN1A、DUT、PPP1R11、DUSP1、PMVK、PTPN22、PSPH、TK1、PGAM1、LIMK2、CLK1、DUSP11、TAOK3、RIOK2、GMFG、UCKL1、PRPS1、PPP2R4、MKNK2、DGKA、SGK1、TXK、WNK1、DUSP19、CHP、BPGM、PIP5K1A、TEC、MAP2K1、MAPK6、RPS6KA1、PTP4A2、PKM2、PRPF4B、ADRBK1、CKB、ACP1、ULK2、CCRN4L、PRKCH、PLK1、PPP2R5A、PLK2、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、CD200、CD40LG、CD24、CCND2、ADAM17、BSG、ITGAL、FAS、GPR65、SIGMAR1、CAP1、PLAUR、SRPRB、TRPV2、IL2RA、KDELR2、TNFRSF9、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、CTLA4、CD200、CD24、CD5L、CD9、IL2RB、CD53、CD74、CAST、CCR6、IL2RG、ITGAV、FAS、IL4R、PROCR、GPR65、TNFRSF18、RORA、IL1RN、RORC、CYSLTR1、PNRC2、LOC390243、ADAM10、TNFSF9、CD96、CD82、SLAMF7、CD27、PGRMC1、TRPV2、ADRBK1、TRAF6、IL2RA、THY1、IL12RB2、TNFRSF9、またはそれらの任意の組合せである。
一部の実施形態において、標的遺伝子は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、CTLA4、TNFRSF4、CD44、PDCD1、CD200、CD247、CD24、CD5L、CCND2、CD9、IL2RB、CD53、CD74、ADAM17、BSG、CAST、CCR6、IL2RG、CD81、CD6、CD48、ITGAV、TFRC、ICAM2、ATP1B3、FAS、IL4R、CCR7、CD52、PROCR、GPR65、TNFRSF18、FCRL1、RORA、IL1RN、RORC、P2RX4、SSR2、PTPN22、SIGMAR1、CYSLTR1、LOC390243、ADAM10、TNFSF9、CD96、CAP1、CD82、SLAMF7、PLAUR、CD27、SIVA1、PGRMC1、SRPRB、TRPV2、NR1H2、ADRBK1、GABARAPL1、TRAF6、IL2RA、THY1、KDELR2、IL12RB2、TNFRSF9、SCARB1、IFNGR1、またはそれらの任意の組合せである。
所望の遺伝子または標的遺伝子の組合せを選択し、選択された標的遺伝子がTh17分化および/またはTh17維持の間に過剰発現され、または過少発現されるか否かを決定した後に、所望の分化、維持および/または機能アウトカムに応じて好適なアンタゴニストまたはアゴニストを使用する。例えば、Th17分化の正の調節因子として同定される標的遺伝子について、それらの標的遺伝子と相互作用するアンタゴニストの使用は、分化をTh17表現型から離れてシフトさせる一方、それらの標的遺伝子と相互作用するアゴニストの使用は、分化をTh17表現型に向けてシフトさせる。Th17分化の負の調節因子として同定される標的遺伝子について、それらの標的遺伝子と相互作用するアンタゴニストの使用は、分化をTh17表現型に向けてシフトさせる一方、それらの標的遺伝子と相互作用するアゴニストの使用は、分化をTh17表現型から離れてシフトさせる。例えば、Th17維持の正の調節因子として同定される標的遺伝子について、それらの標的遺伝子と相互作用するアンタゴニストの使用は、Th17表現型を有する細胞の数を低減させる一方、それらの標的遺伝子と相互作用するアゴニストの使用は、Th17表現型を有する細胞の数を増加させる。Th17分化の負の調節因子として同定される標的遺伝子について、それらの標的遺伝子と相互作用するアンタゴニストの使用は、Th17表現型を有する細胞の数を増加させる一方、それらの標的遺伝子と相互作用するアゴニストの使用は、Th17表現型を有する細胞の数を低減させる。好適なT細胞モジュレート剤としては、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤が挙げられる。
一部の実施形態において、Th17分化の正の調節因子は、MINA、TRPS1、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3、およびそれらの組合せから選択される標的遺伝子である。一部の実施形態において、Th17分化の正の調節因子は、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、FASおよびそれらの組合せから選択される標的遺伝子である。
一部の実施形態において、Th17分化の負の調節因子は、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1およびそれらの組合せから選択される標的遺伝子である。一部の実施形態において、Th17分化の負の調節因子は、SP4、IKZF4、TSC22D3およびそれらの組合せから選択される標的遺伝子である。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、可溶性FasポリペプチドまたはFASに由来するポリペプチドである。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、Th17細胞中のFASの発現、活性、および/または機能を向上させ、またはそうでなければ増加させる薬剤である。本明細書に示されるとおり、T細胞集団中のFASの発現は、Th17細胞に向かう分化を誘導し、またはそうでなければそれに影響を与えた。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、免疫応答、例えば、自己免疫応答または炎症応答の治療において有用である。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、感染性疾患または他の病原体関連障害の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、FASの発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。T細胞集団中のFAS発現、活性および/または機能の阻害は、Th17細胞から離れる分化を抑制し、もしくはそうでなければそれに影響を与え、ならびに/または制御性T細胞(Treg)およびTh1細胞に向かう分化を誘導し、もしくはそうでなければそれに影響を与えた。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、免疫応答、例えば、自己免疫応答または炎症応答の治療において有用である。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、自己免疫疾患、例えば、乾癬、炎症性腸疾患(IBD)、強直性脊椎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、ブドウ膜炎、および関節リウマチ、喘息、全身性エリテマトーデス、移植片拒絶、例として、同種移植片拒絶、およびそれらの組合せの治療において有用である。さらに、Th17細胞の向上は、真菌感染および細胞外病原体の除去にも有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、追加のサイトカインを発現する部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、CCR5の発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。T細胞集団中のCCR5発現、活性および/または機能の阻害は、Th17細胞から離れる分化を抑制し、もしくはそうでなければそれに影響を与え、ならびに/または制御性T細胞(Treg)およびTh1細胞に向かう分化を誘導し、もしくはそうでなければそれに影響を与えた。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、免疫応答、例えば、自己免疫応答または炎症応答の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、阻害剤または中和剤である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、CCR6の発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。T細胞集団中のCCR6発現、活性および/または機能の阻害は、Th17細胞から離れる分化を抑制し、もしくはそうでなければそれに影響を与え、ならびに/または制御性T細胞(Treg)およびTh1細胞に向かう分化を誘導し、もしくはそうでなければそれに影響を与えた。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、免疫応答、例えば、自己免疫応答または炎症応答の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、EGR1の発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。T細胞集団中のEGR1発現、活性および/または機能の阻害は、Th17細胞から離れる分化を抑制し、もしくはそうでなければそれに影響を与え、ならびに/または制御性T細胞(Treg)およびTh1細胞に向かう分化を誘導し、もしくはそうでなければそれに影響を与えた。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、免疫応答、例えば、自己免疫応答または炎症応答の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、EGR2の発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。T細胞集団中のEGR2発現、活性および/または機能の阻害は、Th17細胞から離れる分化を抑制し、もしくはそうでなければそれに影響を与え、ならびに/または制御性T細胞(Treg)およびTh1細胞に向かう分化を誘導し、もしくはそうでなければそれに影響を与えた。一部の実施形態において、これらのT細胞モジュレート剤は、免疫応答、例えば、自己免疫応答または炎症応答の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞および分化T細胞の混合物である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、および分化T細胞の混合物である。
例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用し、例えば、ナイーブT細胞もしくは細胞の集団に影響を与えて病原性もしくは非病原性Th17細胞もしくは細胞の集団に分化させることにより、病原性Th17細胞もしくは細胞の集団を非病原性Th17細胞もしくはT細胞の集団(例えば、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、分化T細胞およびそれらの組合せの集団)に切り替えることにより、または非病原性Th17細胞もしくはT細胞の集団(例えば、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、分化T細胞およびそれらの組合せの集団)を病原性Th17細胞または細胞の集団に切り替えることにより、Th17細胞または細胞の集団の表現型を調節し、それに影響を与え、またはそうでなければそれに影響を及ぼす方法を提供する。
本明細書において使用される用語「病原性」または「非病原性」は、一方のTh17細胞表現型が他方よりも望ましいことを意味するものとして解釈すべきではない。本明細書に記載のとおり、病原性Th17細胞の誘導の阻害またはTh17表現型の非病原性Th17表現型に向かうモジュレートが望ましい例が存在する。同様に、非病原性Th17細胞の誘導の阻害またはTh17表現型の病原性Th17表現型に向かうモジュレートが望ましい例が存在する。
本明細書において使用される用語、例えば、「病原性Th17細胞」および/または「病原性Th17表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、TGF−β3の存在下で誘導された場合、TGF−β3誘導Th17細胞中の発現のレベルと比較して上昇レベルの、Cxcl3、IL22、IL3、Ccl4、Gzmb、Lrmp、Ccl5、Casp1、Csf2、Ccl3、Tbx21、Icos、IL17r、Stat4、Lgals3およびLagから選択される1つ以上の遺伝子を発現するTh17細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「非病原性Th17細胞」または「非病原性Th17表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、TGF−β3の存在下で誘導された場合、TGF−β3誘導Th17細胞中の発現のレベルと比較して減少レベルの、IL6st、IL1rn、Ikzf3、Maf、Ahr、IL9およびIL10から選択される1つ以上の遺伝子を発現するTh17細胞を指す。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、Th17細胞中のプロテインC受容体(PROCR、EPCRまたはCD201とも呼ばれる)の発現、活性および/または機能を向上させ、またはそうでなければ増加させる薬剤である。本明細書に示されるとおり、Th17細胞中のPROCRの発現は、例えば、Th17細胞を病原性から非病原性シグネチャーに切り替えることにより、Th17細胞の病原性を低減させた。したがって、PROCRおよび/またはPROCRのそれらのアゴニストは、種々の適応症の治療において、特に異常免疫応答、例えば、自己免疫疾患および/または炎症障害の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、プロテインC受容体(PROCR、EPCRまたはCD201とも呼ばれる)の発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。Th17細胞中のPROCR発現、活性および/または機能の阻害は、非病原性Th17細胞を病原性Th17細胞に切り替える。したがって、これらのPROCRアンタゴニストは、種々の適応症、例えば、感染性疾患および/または病原体関連障害の治療において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、可溶性プロテインC受容体(PROCR、EPCRまたはCD201とも呼ばれる)ポリペプチドまたはPROCRに由来するポリペプチドである。
一部の実施形態において、本発明は、細胞集団におけるTh17分化、維持および/もしくは機能を阻害し、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカイン、1つ以上の非Th17関連受容体分子、または非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させる方法であって、T細胞を、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/機能を阻害する薬剤と接触させることを含む方法を提供する。一部の実施形態において、薬剤は、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、FASまたはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を阻害する。一部の実施形態において、薬剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、抗体は、モノクローナル抗体である。一部の実施形態において、抗体は、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞であり、薬剤を、T細胞の表現型をモジュレートして所望の非Th17T細胞表現型、例えば、制御性T細胞(Treg)表現型または別のCD4+T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞であり、薬剤を、部分分化T細胞の表現型をモジュレートして所望の非Th17T細胞表現型、例えば、制御性T細胞(Treg)表現型または別のCD4+T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞であり、薬剤を、Th17T細胞の表現型をモジュレートしてTh17T細胞表現型以外のCD4+T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞であり、薬剤を、Th17T細胞の表現型をモジュレートし、例えば、病原性または非病原性Th17細胞表現型間のTh17T細胞表現型のシフトとし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。
一部の実施形態において、本発明は、細胞集団におけるTh17分化を阻害し、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカイン、1つ以上の非Th17関連受容体分子、または非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させる方法であって、T細胞を、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤と接触させることを含む方法を提供する。一部の実施形態において、薬剤は、SP4、IKZF4、TSC22D3またはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を向上させる。一部の実施形態において、薬剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである。一部の実施形態において、抗体は、モノクローナル抗体である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞であり、薬剤を、T細胞の表現型をモジュレートして所望の非Th17T細胞表現型、例えば、制御性T細胞(Treg)表現型または別のCD4+T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞であり、薬剤を、部分分化T細胞の表現型をモジュレートして所望の非Th17T細胞表現型、例えば、制御性T細胞(Treg)表現型または別のCD4+T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞であり、薬剤を、Th17T細胞の表現型をモジュレートしてTh17T細胞表現型以外のCD4+T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞であり、薬剤を、Th17T細胞の表現型をモジュレートし、例えば、病原性または非病原性Th17細胞表現型間のTh17T細胞表現型のシフトとし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。
一部の実施形態において、本発明は、細胞集団におけるTh17分化を向上させ、インターロイキン17F(IL−17F)、インターロイキン17A(IL−17A)、STAT3、インターロイキン21(IL−21)およびRAR関連オーファン受容体C(RORC)から選択される1つ以上のTh17関連サイトカイン、1つ以上のTh17関連受容体分子、もしくは1つ以上のTh17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させ、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカイン、1つ以上のTh17関連受容体分子、もしくは非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を減少させる方法であって、T細胞を、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を阻害する薬剤と接触させることを含む方法を提供する。一部の実施形態において、薬剤は、SP4、IKZF4、TSC22D3またはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を阻害する。一部の実施形態において、薬剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。一部の実施形態において、抗体は、モノクローナル抗体である。一部の実施形態において、抗体は、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞であり、薬剤を、T細胞の表現型をモジュレートして所望のTh17T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞であり、薬剤を、部分分化T細胞の表現型をモジュレートして所望のTh17T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞以外のCD4+T細胞であり、薬剤を、非Th17T細胞の表現型をモジュレートしてTh17T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞であり、薬剤を、Th17T細胞の表現型をモジュレートし、例えば、病原性または非病原性Th17細胞表現型間のTh17T細胞表現型のシフトとし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。
一部の実施形態において、本発明は、細胞集団におけるTh17分化を向上させ、インターロイキン17F(IL−17F)、インターロイキン17A(IL−17A)、STAT3、インターロイキン21(IL−21)およびRAR関連オーファン受容体C(RORC)から選択される1つ以上のTh17関連サイトカイン、1つ以上のTh17関連受容体分子、および/またはTh17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させ、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカイン、1つ以上のTh17関連受容体分子、または1つ以上の非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を減少させる方法であって、T細胞を、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤と接触させることを含む方法を提供する。一部の実施形態において、薬剤は、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、FASまたはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を向上させる。一部の実施形態において、薬剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである。一部の実施形態において、抗体は、モノクローナル抗体である。一部の実施形態において、抗体は、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である。一部の実施形態において、薬剤を、Foxp3、IFN−γ、GATA3、STAT4および/またはTBX21の発現、活性および/または機能を阻害するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、ナイーブT細胞であり、薬剤を、T細胞の表現型をモジュレートして所望のTh17T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、部分分化T細胞であり、薬剤を、部分分化T細胞の表現型をモジュレートして所望のTh17T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞はTh17T細胞以外のCD4+T細胞であり、薬剤を、非Th17T細胞の表現型をモジュレートしてTh17T細胞表現型とし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。一部の実施形態において、T細胞は、Th17T細胞であり、薬剤を、Th17T細胞の表現型をモジュレートし、例えば、病原性または非病原性Th17細胞表現型間のTh17T細胞表現型のシフトとし、および/またはそれを産生するために十分な量で投与する。
一部の実施形態において、本発明は、Th17分化に関連する遺伝子または遺伝子エレメントを同定する方法であって、a)T細胞を、Th17分化の阻害剤またはTh17分化を向上させる薬剤と接触させること;およびb)ステップ(a)により発現がモジュレートされた遺伝子または遺伝子エレメントを同定することを含む方法を提供する。一部の実施形態において、方法は、c)Th17分化の阻害剤またはTh17分化を向上させる薬剤と接触させたT細胞中でステップb)において同定された遺伝子または遺伝子エレメントの発現を摂動させること;およびd)ステップc)により発現がモジュレートされた遺伝子を同定することも含む。一部の実施形態において、Th17分化の阻害剤は、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。一部の実施形態において、薬剤は、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、FASまたはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を阻害する。一部の実施形態において、Th17分化の阻害剤は、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤である。一部の実施形態において、薬剤は、SP4、IKZF4またはTSC22D3の少なくとも1つの発現、活性および/または機能を向上させる。一部の実施形態において、Th17分化を向上させる薬剤は、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である。一部の実施形態において、Th17分化を向上させる薬剤は、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤である。一部の実施形態において、薬剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである。
一部の実施形態において、本発明は、Th17分化の誘導をモジュレートする方法であって、T細胞を、IRF1、IRF8、IRF9、STAT2、STAT3、IRF7、STAT1、ZFP281、IFI35、REL、TBX21、FLI1、BATF、IRF4から選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、AES、AHR、ARID5A、BATF、BCL11B、BCL3、CBFB、CBX4、CHD7、CITED2、CREB1、E2F4、EGR1、EGR2、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FLI1、FOXO1、GATA3、GATAD2B、HIF1A、ID2、IFI35、IKZF4、IRF1、IRF2、IRF3、IRF4、IRF7、IRF9、JMJD1C、JUN、LEF1、LRRFIP1、MAX、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、PRDM1、REL、RELA、RUNX1、SAP18、SATB1、SMAD2、SMARCA4、SP100、SP4、STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5B、STAT6、TFEB、TP53、TRIM24、and/or ZFP161、またはそれらの任意の組合せの発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤と接触させることを含む方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、Th17表現型の発生およびTh17T細胞の増幅をモジュレートする方法であって、T細胞を、IRF8、STAT2、STAT3、IRF7、JUN、STAT5B、ZPF2981、CHD7、TBX21、FLI1、SATB1、RUNX1、BATF、RORC、SP4から選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、BATF、BCL11B、BCL3、BCL6、CBFB、CBX4、CDC5L、CEBPB、CHD7、CREB1、CREB3L2、CREM、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、HIF1A、HMGB2、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF7、IRF8、IRF9、JUN、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF9、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MAZ、MINA、MTA3、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、RELA、RORA、RUNX1、SAP18、SATB1、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP4、SS18、STAT1、STAT2、STAT3、STAT5A、STAT5B、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TLE1、TP53、TRIM24、TRIM28、TRPS1、VAV1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP62、ZNF238、ZNF281、and/or ZNF703、またはそれらの任意の組合せの発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤と接触させることを含む方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、Th17細胞の安定化をモジュレートし、および/またはTh17関連インターロイキン23(IL−23)シグナリングをモジュレートする方法であって、T細胞を、STAT2、STAT3、JUN、STAT5B、CHD7、SATB1、RUNX1、BATF、RORC、SP4 IRF4から選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、ATF3、ATF4、BATF、BATF3、BCL11B、BCL3、BCL6、C21ORF66、CBFB、CBX4、CDC5L、CDYL、CEBPB、CHD7、CHMP1B、CIC、CITED2、CREB1、CREB3L2、CREM、CSDA、DDIT3、E2F1、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、GATA3、GATAD2B、HCLS1、HIF1A、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF7、IRF8、IRF9、JARID2、JMJD1C、JUN、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF7、KLF9、LASS4、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MEN1、MINA、MTA3、MXI1、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF13、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、REL、RELA、RNF11、RORA、RORC、RUNX1、RUNX2、SAP18、SAP30、SATB1、SERTAD1、SIRT2、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD4、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP100、SP4、SS18、STAT1、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TGIF1、TLE1、TP53、TRIM24、TRPS1、TSC22D3、UBE2B、VAV1、VAX2、XBP1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP36L1、ZFP36L2、ZNF238、ZNF281、ZNF703、ZNRF1、and/or ZNRF2、またはそれらの任意の組合せの発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤と接触させることを含む方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、FAS、CCR5、IL6ST、IL17RA、IL2RA、MYD88、CXCR5、PVR、IL15RA、IL12RB1、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、IL7R、ITGA3、IL1R1、CCR5、CCR6、ACVR2A、IL6ST、IL17RA、CCR8、DDR1、PROCR、IL2RA、IL12RB2、MYD88、PTPRJ、TNFRSF13B、CXCR3、IL1RN、CXCR5、CCR4、IL4R、IL2RB、TNFRSF12A、CXCR4、KLRD1、IRAK1BP1、PVR、IL12RB1、IL18R1、TRAF3、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、IL7R、ITGA3、IL1R1、FAS、CCR5、CCR6、ACVR2A、IL6ST、IL17RA、DDR1、PROCR、IL2RA、IL12RB2、MYD88、BMPR1A、PTPRJ、TNFRSF13B、CXCR3、IL1RN、CXCR5、CCR4、IL4R、IL2RB、TNFRSF12A、CXCR4、KLRD1、IRAK1BP1、PVR、IL15RA、TLR1、ACVR1B、IL12RB1、IL18R1、TRAF3、IFNGR1、PLAUR、IL21R、IL23R、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、EIF2AK2、DUSP22、HK2、RIPK1、RNASEL、TEC、MAP3K8、SGK1、PRKCQ、DUSP16、BMP2K、PIM2、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、PSTPIP1、PTPN1、ACP5、TXK、RIPK3、PTPRF、NEK4、PPME1、PHACTR2、HK2、GMFG、DAPP1、TEC、GMFB、PIM1、NEK6、ACVR2A、FES、CDK6、ZAK、DUSP14、SGK1、JAK3、ULK2、PTPRJ、SPHK1、TNK2、PCTK1、MAP4K3、TGFBR1、HK1、DDR1、BMP2K、DUSP10、ALPK2、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、PTPLA、PSTPIP1、TK1、PTEN、BPGM、DCK、PTPRS、PTPN18、MKNK2、PTPN1、PTPRE、SH2D1A、PLK2、DUSP6、CDC25B、SLK、MAP3K5、BMPR1A、ACP5、TXK、RIPK3、PPP3CA、PTPRF、PACSIN1、NEK4、PIP4K2A、PPME1、SRPK2、DUSP2、PHACTR2、DCLK1、PPP2R5A、RIPK1、GK、RNASEL、GMFG、STK4、HINT3、DAPP1、TEC、GMFB、PTPN6、RIPK2、PIM1、NEK6、ACVR2A、AURKB、FES、ACVR1B、CDK6、ZAK、VRK2、MAP3K8、DUSP14、SGK1、PRKCQ、JAK3、ULK2、HIPK2、PTPRJ、INPP1、TNK2、PCTK1、DUSP1、NUDT4、TGFBR1、PTP4A1、HK1、DUSP16、ANP32A、DDR1、ITK、WNK1、NAGK、STK38、BMP2K、BUB1、AAK1、SIK1、DUSP10、PRKCA、PIM2、STK17B、TK2、STK39、ALPK2、MST4、PHLPP1、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、HK2、CDKN1A、DUT、DUSP1、NADK、LIMK2、DUSP11、TAOK3、PRPS1、PPP2R4、MKNK2、SGK1、BPGM、TEC、MAPK6、PTP4A2、PRPF4B、ACP1、CCRN4L、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、HK2、ZAP70、NEK6、DUSP14、SH2D1A、ITK、DUT、PPP1R11、DUSP1、PMVK、TK1、TAOK3、GMFG、PRPS1、SGK1、TXK、WNK1、DUSP19、TEC、RPS6KA1、PKM2、PRPF4B、ADRBK1、CKB、ULK2、PLK1、PPP2R5A、PLK2、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、ZAP70、PFKP、NEK6、DUSP14、SH2D1A、INPP5B、ITK、PFKL、PGK1、CDKN1A、DUT、PPP1R11、DUSP1、PMVK、PTPN22、PSPH、TK1、PGAM1、LIMK2、CLK1、DUSP11、TAOK3、RIOK2、GMFG、UCKL1、PRPS1、PPP2R4、MKNK2、DGKA、SGK1、TXK、WNK1、DUSP19、CHP、BPGM、PIP5K1A、TEC、MAP2K1、MAPK6、RPS6KA1、PTP4A2、PKM2、PRPF4B、ADRBK1、CKB、ACP1、ULK2、CCRN4L、PRKCH、PLK1、PPP2R5A、PLK2、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、CD200、CD40LG、CD24、CCND2、ADAM17、BSG、ITGAL、FAS、GPR65、SIGMAR1、CAP1、PLAUR、SRPRB、TRPV2、IL2RA、KDELR2、TNFRSF9、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、CTLA4、CD200、CD24、CD5L、CD9、IL2RB、CD53、CD74、CAST、CCR6、IL2RG、ITGAV、FAS、IL4R、PROCR、GPR65、TNFRSF18、RORA、IL1RN、RORC、CYSLTR1、PNRC2、LOC390243、ADAM10、TNFSF9、CD96、CD82、SLAMF7、CD27、PGRMC1、TRPV2、ADRBK1、TRAF6、IL2RA、THY1、IL12RB2、TNFRSF9、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上、例えば、CTLA4、TNFRSF4、CD44、PDCD1、CD200、CD247、CD24、CD5L、CCND2、CD9、IL2RB、CD53、CD74、ADAM17、BSG、CAST、CCR6、IL2RG、CD81、CD6、CD48、ITGAV、TFRC、ICAM2、ATP1B3、FAS、IL4R、CCR7、CD52、PROCR、GPR65、TNFRSF18、FCRL1、RORA、IL1RN、RORC、P2RX4、SSR2、PTPN22、SIGMAR1、CYSLTR1、LOC390243、ADAM10、TNFSF9、CD96、CAP1、CD82、SLAMF7、PLAUR、CD27、SIVA1、PGRMC1、SRPRB、TRPV2、NR1H2、ADRBK1、GABARAPL1、TRAF6、IL2RA、THY1、KDELR2、IL12RB2、TNFRSF9、SCARB1、IFNGR1、またはそれらの任意の組合せをモジュレートする方法を提供する。
一部の実施形態において、本発明は、対象に、治療有効量のプロテインC受容体(PROCR)の阻害剤を投与することにより、腫瘍増殖の阻害が必要とされる対象における腫瘍増殖を阻害する方法を提供する。一部の実施形態において、PROCRの阻害剤は、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤である。一部の実施形態において、PROCRの阻害剤は、リポ多糖;シスプラチン;フィブリノゲン;1,10−フェナントロリン;5−N−エチルカルボキサミドアデノシン;シスタチオニン;ヒルジン;リン脂質;ドロトレコギンアルファ;VEGF;ホスファチジルエタノールアミン;セリン;ガンマ−カルボキシグルタミン酸;カルシウム;ワルファリン;エンドトキシン;クルクミン;脂質;および一酸化窒素からなる群から選択される1つ以上の薬剤である。
一部の実施形態において、本発明は、対象における免疫応答を診断する方法であって、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能のレベルを検出すること、ならびに検出レベルを、シグネチャー遺伝子または遺伝子産物発現、活性および/または機能の対照レベルと比較することを含み、検出レベルと対照レベルとの間の差が、対象における免疫応答の存在を示す方法を提供する。一部の実施形態において、免疫応答は、自己免疫である。一部の実施形態において、免疫応答は、炎症応答、例として、自己免疫応答に伴う炎症応答および/または感染性疾患もしくは他の病原体関連障害に伴う炎症応答である。
一部の実施形態において、本発明は、対象における免疫応答をモニタリングする方法であって、1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物、例えば、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子の発現、活性および/または機能のレベルを、第1の時点において検出すること、1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物、例えば、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子の発現、活性および/または機能のレベルを、第2の時点において検出すること、ならびに発現、活性および/または機能の第1の検出レベルと、発現、活性および/または機能の第2の検出レベルとを比較することを含み、第1および第2の検出レベルとの間の変化が、対象における免疫応答の変化を示す方法を提供する。一部の実施形態において、免疫応答は、自己免疫応答である。一部の実施形態において、免疫応答は、炎症応答である。
一部の実施形態において、本発明は、対象における免疫応答をモニタリングする方法であって、T細胞の集団を対象から第1の時点において単離すること、T細胞集団内のT細胞サブタイプの第1の比を第1の時点において決定すること、T細胞の集団を対象から第2の時点において単離すること、T細胞集団内のT細胞サブタイプの第2の比を第2の時点において決定すること、ならびにT細胞サブタイプの第1および第2の比を比較することを含み、第1および第2の検出比の変化が、対象における免疫応答の変化を示す方法を提供する。一部の実施形態において、免疫応答は、自己免疫応答である。一部の実施形態において、免疫応答は、炎症応答である。
一部の実施形態において、本発明は、免疫チェックポイントの遮断を利用することにより、治療免疫性を活性化させる方法を提供する。生産的免疫応答の進行は、多数の免疫学的チェックポイントの通過を要求する。免疫応答は、刺激および阻害シグナルの平衡により調節される。免疫グロブリンスーパーファミリーは、免疫応答のこの協調における中心的な重要性を占め、CD28/細胞傷害性Tリンパ球抗原−4(CTLA−4):B7.1/B7.2受容体/リガンドグルーピングは、それらの免疫調節因子の原型的な例を表す(例えば、Korman AJ,Peggs KS,Allison JP,“Checkpoint blockade in cancer immunotherapy.”Adv Immunol.2006;90:297−339参照)。部分的には、これらのチェックポイントの役割は、不所望で有害な自己指向活性の可能性を避けることである。これは自己免疫の予防に役立つ必須の機能である一方、悪性自己細胞が由来する細胞と同一の表面分子の配列を主に示す悪性自己細胞の標的化を目的とする良好な免疫療法の障壁として作用し得る。免疫チェックポイントタンパク質の発現は、疾患または障害において調節不全になり得、重要な免疫抵抗機序であり得る。特に阻害チェックポイントの遮断により末梢忍容性のこれらの機序を克服することを目的とする治療法は、単剤療法としてまたは他の治療法との相乗作用における治療活性を生成する潜在性を提供する。
したがって、本発明は、特に免疫療法のためにT細胞をエンジニアリングする方法であって、T細胞バランスをモジュレートして免疫チェックポイントに関与する少なくとも1つの遺伝子または遺伝子産物を不活性化させ、またはそうでなければ阻害することを含む方法に関する。
本明細書に提供される組成物および方法のいずれかにおいて使用される好適なT細胞モジュレート剤としては、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤が挙げられる。非限定的な例として、好適なT細胞モジュレート剤または1つ以上のT細胞モジュレート剤との組合せで使用される薬剤を、本明細書の表10に示す。
当業者は、T細胞モジュレート剤が種々の使用を有することを認識する。例えば、T細胞モジュレート剤は、本明細書に記載の治療剤として使用される。T細胞モジュレート剤は、スクリーニングアッセイ、診断キットにおける試薬として、もしくは診断ツールとして使用することができ、またはそれらのT細胞モジュレート剤は、治療試薬を生成するための競合アッセイにおいて使用することができる。
図1A、1B−1、1B−2、1Cおよび1Dは、Th17分化のゲノムワイド時間的発現プロファイルを示す一連のグラフおよび説明である。図1Aは、アプローチの概要を示す。図1B−1および1B−2は、Th17分化の間の遺伝子発現プロファイルを示す。Th17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行ごとに正規化されたZ)または対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(右パネル、log2(比))における18個の時点(列)における遺伝子(行)についての示差的発現レベルを示す。遺伝子を20個のクラスタ(C1〜C20、着色バー、右)に分ける。右:代表的なクラスタにおける遺伝子についてのそれぞれの時点(X軸)における平均発現(Y軸)および標準偏差(エラーバー)。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的な遺伝子(「M」)を示す。図1Cは、3つの主要な転写期を示す。時点のそれぞれのペア間の相関マトリックス(赤色(相関スケールの右側)):高;青色(相関スケールの左側):低)を示す。図1Dは、キーサイトカインおよび受容体分子の転写プロファイルを示す。対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行につき正規化されたZ)における18個の時点(行)のそれぞれにおけるそれぞれの遺伝子(列)についての示差的発現レベル(log2(比))を示す。 図1A、1B−1、1B−2、1Cおよび1Dは、Th17分化のゲノムワイド時間的発現プロファイルを示す一連のグラフおよび説明である。図1Aは、アプローチの概要を示す。図1B−1および1B−2は、Th17分化の間の遺伝子発現プロファイルを示す。Th17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行ごとに正規化されたZ)または対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(右パネル、log2(比))における18個の時点(列)における遺伝子(行)についての示差的発現レベルを示す。遺伝子を20個のクラスタ(C1〜C20、着色バー、右)に分ける。右:代表的なクラスタにおける遺伝子についてのそれぞれの時点(X軸)における平均発現(Y軸)および標準偏差(エラーバー)。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的な遺伝子(「M」)を示す。図1Cは、3つの主要な転写期を示す。時点のそれぞれのペア間の相関マトリックス(赤色(相関スケールの右側)):高;青色(相関スケールの左側):低)を示す。図1Dは、キーサイトカインおよび受容体分子の転写プロファイルを示す。対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行につき正規化されたZ)における18個の時点(行)のそれぞれにおけるそれぞれの遺伝子(列)についての示差的発現レベル(log2(比))を示す。 図1A、1B−1、1B−2、1Cおよび1Dは、Th17分化のゲノムワイド時間的発現プロファイルを示す一連のグラフおよび説明である。図1Aは、アプローチの概要を示す。図1B−1および1B−2は、Th17分化の間の遺伝子発現プロファイルを示す。Th17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行ごとに正規化されたZ)または対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(右パネル、log2(比))における18個の時点(列)における遺伝子(行)についての示差的発現レベルを示す。遺伝子を20個のクラスタ(C1〜C20、着色バー、右)に分ける。右:代表的なクラスタにおける遺伝子についてのそれぞれの時点(X軸)における平均発現(Y軸)および標準偏差(エラーバー)。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的な遺伝子(「M」)を示す。図1Cは、3つの主要な転写期を示す。時点のそれぞれのペア間の相関マトリックス(赤色(相関スケールの右側)):高;青色(相関スケールの左側):低)を示す。図1Dは、キーサイトカインおよび受容体分子の転写プロファイルを示す。対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行につき正規化されたZ)における18個の時点(行)のそれぞれにおけるそれぞれの遺伝子(列)についての示差的発現レベル(log2(比))を示す。 図1A、1B−1、1B−2、1Cおよび1Dは、Th17分化のゲノムワイド時間的発現プロファイルを示す一連のグラフおよび説明である。図1Aは、アプローチの概要を示す。図1B−1および1B−2は、Th17分化の間の遺伝子発現プロファイルを示す。Th17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行ごとに正規化されたZ)または対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(右パネル、log2(比))における18個の時点(列)における遺伝子(行)についての示差的発現レベルを示す。遺伝子を20個のクラスタ(C1〜C20、着色バー、右)に分ける。右:代表的なクラスタにおける遺伝子についてのそれぞれの時点(X軸)における平均発現(Y軸)および標準偏差(エラーバー)。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的な遺伝子(「M」)を示す。図1Cは、3つの主要な転写期を示す。時点のそれぞれのペア間の相関マトリックス(赤色(相関スケールの右側)):高;青色(相関スケールの左側):低)を示す。図1Dは、キーサイトカインおよび受容体分子の転写プロファイルを示す。対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行につき正規化されたZ)における18個の時点(行)のそれぞれにおけるそれぞれの遺伝子(列)についての示差的発現レベル(log2(比))を示す。 図1A、1B−1、1B−2、1Cおよび1Dは、Th17分化のゲノムワイド時間的発現プロファイルを示す一連のグラフおよび説明である。図1Aは、アプローチの概要を示す。図1B−1および1B−2は、Th17分化の間の遺伝子発現プロファイルを示す。Th17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行ごとに正規化されたZ)または対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(右パネル、log2(比))における18個の時点(列)における遺伝子(行)についての示差的発現レベルを示す。遺伝子を20個のクラスタ(C1〜C20、着色バー、右)に分ける。右:代表的なクラスタにおける遺伝子についてのそれぞれの時点(X軸)における平均発現(Y軸)および標準偏差(エラーバー)。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的な遺伝子(「M」)を示す。図1Cは、3つの主要な転写期を示す。時点のそれぞれのペア間の相関マトリックス(赤色(相関スケールの右側)):高;青色(相関スケールの左側):低)を示す。図1Dは、キーサイトカインおよび受容体分子の転写プロファイルを示す。対照活性化Th0細胞に対するTh17極性化条件(TGF−β1およびIL−6;左パネル、行につき正規化されたZ)における18個の時点(行)のそれぞれにおけるそれぞれの遺伝子(列)についての示差的発現レベル(log2(比))を示す。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図2A、2B、2C、2D、2E−1、2E−2および2E−3は、Th17分化の動的調節ネットワークのモデルを示す一連のグラフおよび説明である。図2Aは、計算分析の概要を示す。図2Bは、時間的ネットワーク「スナップショット」の模式図を示す。3つの連続する図式ネットワーク(上段およびマトリックス列)を、エッジ(上段)およびマトリックス行(A→B−上段行;A→C−中段行;A→D−下段行)として示される調節因子(A)から標的(B、CおよびD)への考えられる3つの相互作用とともに示す。図1Cは、18個のネットワーク「スナップショット」を示す。左:それぞれの行は、少なくとも1つのネットワーク中で生じるTF−標的相互作用に対応し;列は、それぞれの時点におけるネットワークに対応する。紫色エントリー:相互作用は、そのネットワーク中で活性である。ネットワークを、活性相互作用の類似度によりクラスタリングし(系統樹、上段)、3つの時間的に連続するクラスタ(初期、中期、後期、下段)を形成する。右:選択調節因子についてのエッジを示すヒートマップ。図1Dは、動的調節因子活性を示す。それぞれの調節因子(行)について、18個のネットワーク(列、左)のそれぞれにおける、および単純化(矢印)により得られた3つの基準ネットワーク(中央)のそれぞれにおける標的遺伝子の数(標的のその最大数により正規化)を示す。右:摂動について選択された調節因子(桃色)、公知のTh17調節因子(灰色)、および3つの基準ネットワークにわたる標的遺伝子の最大数(緑色、0から250個の標的の範囲)。図1E−1、1E−2、および1E−3は、それぞれのネットワークの中心が、活性TFをそれ自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」であることを示す。示される転写因子回路(3つの基準ネットワークのそれぞれにおいて)は、転写調節因子を、それ自体で転写調節因子をコードする標的に関連付ける推定ネットワークのそれぞれの一部である。黄色ノードは、それぞれの時間セグメントの間に過剰発現(Th0と比較)される転写因子遺伝子を示す。エッジの色は、調節相互作用を支持するデータタイプを反映する(凡例)。 図3A、3B、3Cおよび3Dは、ケイ素ナノワイヤを使用するTh17分化におけるノックダウンスクリーンを示す一連のグラフおよび説明である。図3Aは、バイアスなしの摂動候補のランキングを示す。摂動についてのランキングに基づき左から右に順序付けされた遺伝子を示す(列、上位ランキングが最も左)。2つの上段マトリックス:「ネットワーク情報」(最上段)および「遺伝子発現情報」によるランキングについての基準。紫色エントリー:遺伝子は、特性を有する(特性強度に比例する強度;上位5つの特性は二元性である)。棒チャート:ランキングスコア。「摂動」行:暗灰色:ノックダウンにより良好に摂動された遺伝子とそれに続く高品質mRNA定量;淡灰色:ノックダウン作製を試みたが、十分なノックダウンを達成も維持もできず、または十分なレプリケートを得なかった遺伝子;黒色:ノックアウトにより摂動され、またはノックアウトデータが既に利用可能であった遺伝子。公知の行:橙色エントリー:遺伝子は、Th17機能に既に関連した(この情報は遺伝子をランキングするために使用しなかった;図10A、10B)。図3Bは、垂直ケイ素ナノワイヤ上で培養された初代T細胞の走査型電子顕微鏡写真を示す(疑似着色した紫色)。図3Cは、ケイ素ナノワイヤによる送達が、ナイーブT細胞の分化を活性化も誘導もせず、抗CD3/CD28による慣用のTCR刺激に対するそれらの応答に影響しないことを示す。図3Dは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の48時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:非標的化siRNA対照に対する平均±標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。図3Aおよび図2Dにおいて、示される候補調節因子は、表5に列記されるものである。図3Aにおいて、候補調節因子をx軸上に列記し、それらは左から右に以下の順である、RORC、SATB1、TRPS1、SMOX、RORA、ARID5A、ETV6、ARNTL、ETS1、UBE2B、BATF、STAT3、STAT1、STAT5A、NR3C1、STAT6、TRIM24、HIF1A、IRF4、IRF8、ETS2、JUN、RUNX1、FLI1、REL、SP4、EGR2、NFKB1、ZFP281、STAT4、RELA、TBX21、STAT5B、IRF7、STAT2、IRF3、XBP1、FOXO1、PRDM1、ATF4、IRF1、GATA3、EGR1、MYC、CREB1、IRF9、IRF2、FOXJ2、SMARCA4、TRP53、SUZ12、POU2AF1、CEBPB、ID2、CREM、MYST4、MXI1、RBPJ、CHD7、CREB3L2、VAX2、KLF10、SKI、ELK3、ZEB1、PML、SERTAD1、NOTCH1、LRRFIP1、AHR、1810007M14RIK、SAP30、ID1、ZFP238、VAV1、MINA、BATF3、CDYL、IKZF4、NCOA1、BCL3、JUNB、SS18、PHF13、MTA3、ASXL1、LASS4、SKIL、DDIT3、FOSL2、RUNX2、TLE1、ATF3、ELL2、AES、BCL11B、JARID2、KLF9、KAT2B、KLF6、E2F8、BCL6、ZNRF2、TSC22D3、KLF7、HMGB2、FUS、SIRT2、MAFF、CHMP1B、GATAD2B、SMAD7、ZFP703、ZNRF1、JMJD1C、ZFP36L2、TSC22D4、NFE2L2、RNF11、ARID3A、MEN1、RARA、CBX4、ZFP62、CIC、HCLS1、ZFP36L1、TGIF1。 図3A、3B、3Cおよび3Dは、ケイ素ナノワイヤを使用するTh17分化におけるノックダウンスクリーンを示す一連のグラフおよび説明である。図3Aは、バイアスなしの摂動候補のランキングを示す。摂動についてのランキングに基づき左から右に順序付けされた遺伝子を示す(列、上位ランキングが最も左)。2つの上段マトリックス:「ネットワーク情報」(最上段)および「遺伝子発現情報」によるランキングについての基準。紫色エントリー:遺伝子は、特性を有する(特性強度に比例する強度;上位5つの特性は二元性である)。棒チャート:ランキングスコア。「摂動」行:暗灰色:ノックダウンにより良好に摂動された遺伝子とそれに続く高品質mRNA定量;淡灰色:ノックダウン作製を試みたが、十分なノックダウンを達成も維持もできず、または十分なレプリケートを得なかった遺伝子;黒色:ノックアウトにより摂動され、またはノックアウトデータが既に利用可能であった遺伝子。公知の行:橙色エントリー:遺伝子は、Th17機能に既に関連した(この情報は遺伝子をランキングするために使用しなかった;図10A、10B)。図3Bは、垂直ケイ素ナノワイヤ上で培養された初代T細胞の走査型電子顕微鏡写真を示す(疑似着色した紫色)。図3Cは、ケイ素ナノワイヤによる送達が、ナイーブT細胞の分化を活性化も誘導もせず、抗CD3/CD28による慣用のTCR刺激に対するそれらの応答に影響しないことを示す。図3Dは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の48時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:非標的化siRNA対照に対する平均±標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。図3Aおよび図2Dにおいて、示される候補調節因子は、表5に列記されるものである。図3Aにおいて、候補調節因子をx軸上に列記し、それらは左から右に以下の順である、RORC、SATB1、TRPS1、SMOX、RORA、ARID5A、ETV6、ARNTL、ETS1、UBE2B、BATF、STAT3、STAT1、STAT5A、NR3C1、STAT6、TRIM24、HIF1A、IRF4、IRF8、ETS2、JUN、RUNX1、FLI1、REL、SP4、EGR2、NFKB1、ZFP281、STAT4、RELA、TBX21、STAT5B、IRF7、STAT2、IRF3、XBP1、FOXO1、PRDM1、ATF4、IRF1、GATA3、EGR1、MYC、CREB1、IRF9、IRF2、FOXJ2、SMARCA4、TRP53、SUZ12、POU2AF1、CEBPB、ID2、CREM、MYST4、MXI1、RBPJ、CHD7、CREB3L2、VAX2、KLF10、SKI、ELK3、ZEB1、PML、SERTAD1、NOTCH1、LRRFIP1、AHR、1810007M14RIK、SAP30、ID1、ZFP238、VAV1、MINA、BATF3、CDYL、IKZF4、NCOA1、BCL3、JUNB、SS18、PHF13、MTA3、ASXL1、LASS4、SKIL、DDIT3、FOSL2、RUNX2、TLE1、ATF3、ELL2、AES、BCL11B、JARID2、KLF9、KAT2B、KLF6、E2F8、BCL6、ZNRF2、TSC22D3、KLF7、HMGB2、FUS、SIRT2、MAFF、CHMP1B、GATAD2B、SMAD7、ZFP703、ZNRF1、JMJD1C、ZFP36L2、TSC22D4、NFE2L2、RNF11、ARID3A、MEN1、RARA、CBX4、ZFP62、CIC、HCLS1、ZFP36L1、TGIF1。 図3A、3B、3Cおよび3Dは、ケイ素ナノワイヤを使用するTh17分化におけるノックダウンスクリーンを示す一連のグラフおよび説明である。図3Aは、バイアスなしの摂動候補のランキングを示す。摂動についてのランキングに基づき左から右に順序付けされた遺伝子を示す(列、上位ランキングが最も左)。2つの上段マトリックス:「ネットワーク情報」(最上段)および「遺伝子発現情報」によるランキングについての基準。紫色エントリー:遺伝子は、特性を有する(特性強度に比例する強度;上位5つの特性は二元性である)。棒チャート:ランキングスコア。「摂動」行:暗灰色:ノックダウンにより良好に摂動された遺伝子とそれに続く高品質mRNA定量;淡灰色:ノックダウン作製を試みたが、十分なノックダウンを達成も維持もできず、または十分なレプリケートを得なかった遺伝子;黒色:ノックアウトにより摂動され、またはノックアウトデータが既に利用可能であった遺伝子。公知の行:橙色エントリー:遺伝子は、Th17機能に既に関連した(この情報は遺伝子をランキングするために使用しなかった;図10A、10B)。図3Bは、垂直ケイ素ナノワイヤ上で培養された初代T細胞の走査型電子顕微鏡写真を示す(疑似着色した紫色)。図3Cは、ケイ素ナノワイヤによる送達が、ナイーブT細胞の分化を活性化も誘導もせず、抗CD3/CD28による慣用のTCR刺激に対するそれらの応答に影響しないことを示す。図3Dは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の48時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:非標的化siRNA対照に対する平均±標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。図3Aおよび図2Dにおいて、示される候補調節因子は、表5に列記されるものである。図3Aにおいて、候補調節因子をx軸上に列記し、それらは左から右に以下の順である、RORC、SATB1、TRPS1、SMOX、RORA、ARID5A、ETV6、ARNTL、ETS1、UBE2B、BATF、STAT3、STAT1、STAT5A、NR3C1、STAT6、TRIM24、HIF1A、IRF4、IRF8、ETS2、JUN、RUNX1、FLI1、REL、SP4、EGR2、NFKB1、ZFP281、STAT4、RELA、TBX21、STAT5B、IRF7、STAT2、IRF3、XBP1、FOXO1、PRDM1、ATF4、IRF1、GATA3、EGR1、MYC、CREB1、IRF9、IRF2、FOXJ2、SMARCA4、TRP53、SUZ12、POU2AF1、CEBPB、ID2、CREM、MYST4、MXI1、RBPJ、CHD7、CREB3L2、VAX2、KLF10、SKI、ELK3、ZEB1、PML、SERTAD1、NOTCH1、LRRFIP1、AHR、1810007M14RIK、SAP30、ID1、ZFP238、VAV1、MINA、BATF3、CDYL、IKZF4、NCOA1、BCL3、JUNB、SS18、PHF13、MTA3、ASXL1、LASS4、SKIL、DDIT3、FOSL2、RUNX2、TLE1、ATF3、ELL2、AES、BCL11B、JARID2、KLF9、KAT2B、KLF6、E2F8、BCL6、ZNRF2、TSC22D3、KLF7、HMGB2、FUS、SIRT2、MAFF、CHMP1B、GATAD2B、SMAD7、ZFP703、ZNRF1、JMJD1C、ZFP36L2、TSC22D4、NFE2L2、RNF11、ARID3A、MEN1、RARA、CBX4、ZFP62、CIC、HCLS1、ZFP36L1、TGIF1。 図3A、3B、3Cおよび3Dは、ケイ素ナノワイヤを使用するTh17分化におけるノックダウンスクリーンを示す一連のグラフおよび説明である。図3Aは、バイアスなしの摂動候補のランキングを示す。摂動についてのランキングに基づき左から右に順序付けされた遺伝子を示す(列、上位ランキングが最も左)。2つの上段マトリックス:「ネットワーク情報」(最上段)および「遺伝子発現情報」によるランキングについての基準。紫色エントリー:遺伝子は、特性を有する(特性強度に比例する強度;上位5つの特性は二元性である)。棒チャート:ランキングスコア。「摂動」行:暗灰色:ノックダウンにより良好に摂動された遺伝子とそれに続く高品質mRNA定量;淡灰色:ノックダウン作製を試みたが、十分なノックダウンを達成も維持もできず、または十分なレプリケートを得なかった遺伝子;黒色:ノックアウトにより摂動され、またはノックアウトデータが既に利用可能であった遺伝子。公知の行:橙色エントリー:遺伝子は、Th17機能に既に関連した(この情報は遺伝子をランキングするために使用しなかった;図10A、10B)。図3Bは、垂直ケイ素ナノワイヤ上で培養された初代T細胞の走査型電子顕微鏡写真を示す(疑似着色した紫色)。図3Cは、ケイ素ナノワイヤによる送達が、ナイーブT細胞の分化を活性化も誘導もせず、抗CD3/CD28による慣用のTCR刺激に対するそれらの応答に影響しないことを示す。図3Dは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の48時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:非標的化siRNA対照に対する平均±標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。図3Aおよび図2Dにおいて、示される候補調節因子は、表5に列記されるものである。図3Aにおいて、候補調節因子をx軸上に列記し、それらは左から右に以下の順である、RORC、SATB1、TRPS1、SMOX、RORA、ARID5A、ETV6、ARNTL、ETS1、UBE2B、BATF、STAT3、STAT1、STAT5A、NR3C1、STAT6、TRIM24、HIF1A、IRF4、IRF8、ETS2、JUN、RUNX1、FLI1、REL、SP4、EGR2、NFKB1、ZFP281、STAT4、RELA、TBX21、STAT5B、IRF7、STAT2、IRF3、XBP1、FOXO1、PRDM1、ATF4、IRF1、GATA3、EGR1、MYC、CREB1、IRF9、IRF2、FOXJ2、SMARCA4、TRP53、SUZ12、POU2AF1、CEBPB、ID2、CREM、MYST4、MXI1、RBPJ、CHD7、CREB3L2、VAX2、KLF10、SKI、ELK3、ZEB1、PML、SERTAD1、NOTCH1、LRRFIP1、AHR、1810007M14RIK、SAP30、ID1、ZFP238、VAV1、MINA、BATF3、CDYL、IKZF4、NCOA1、BCL3、JUNB、SS18、PHF13、MTA3、ASXL1、LASS4、SKIL、DDIT3、FOSL2、RUNX2、TLE1、ATF3、ELL2、AES、BCL11B、JARID2、KLF9、KAT2B、KLF6、E2F8、BCL6、ZNRF2、TSC22D3、KLF7、HMGB2、FUS、SIRT2、MAFF、CHMP1B、GATAD2B、SMAD7、ZFP703、ZNRF1、JMJD1C、ZFP36L2、TSC22D4、NFE2L2、RNF11、ARID3A、MEN1、RARA、CBX4、ZFP62、CIC、HCLS1、ZFP36L1、TGIF1。 図4A、4B、4Cおよび4Dは、Th17ネットワーク中の結合および相互拮抗モジュールを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図4Aは、275個の遺伝子シグネチャーに対する摂動された遺伝子の影響を示す。48時間(ならびに60時間におけるIL−21rおよびIL−17raKO)における39個の因子(列)のノックダウンまたはノックアウト(KO)後の275個のシグネチャー遺伝子(行)の発現の変化を示す。青色(変化倍率(log2)スケールの左側):調節因子の摂動後の標的の発現の減少(非標的化対照と比較);赤色(変化倍率(log2)スケールの右側):発現の増加;灰色:有意でない;全色(すなわち、非灰色)エントリーは、有意である(実施例1の方法の部参照)。「摂動」(左):調節因子としても摂動されるシグネチャー遺伝子(黒色エントリー)。キーシグネチャー遺伝子を右に示す。図4Bは、2つの結合および対立モジュールを示す。Th17シグネチャー遺伝子の「正の調節因子」(青色ノード、x軸の左側)、「負の調節因子」(赤色ノード、x軸の右側)、Th17シグネチャー遺伝子(灰色ノード、下段)および他のCD4+T細胞のシグネチャー遺伝子(灰色ノード、上段)を関連付ける摂動ネットワークを示す。ノードAからBの青色エッジは、AのノックダウンがBを下方調節することを示し;赤色エッジは、AのノックダウンがBを上方調節することを示す。淡灰色ハロー:T17分化にこれまで関連しなかった調節因子。図4Cは、いかにノックダウン効果がネットワークモデル中のエッジを検証するかを示す。ベン図:図2aの元のモデル中の因子についての標的のセット(桃色円)と、RNA−Seq実験におけるその因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)との比較。下段の棒チャート:4つの因子についてのこの重複の有意性(X軸)についての−log10(P値)(Y軸、超幾何検定)を示す。類似の結果が、ノンパラメトリック順位和検定(マン・ホイットニーU検定、実施例1の方法の部参照)について得られた。赤色点線:P=0.01。図4Dは、いかに全般的ノックダウン効果がクラスタにわたり一致するかを示す。ベン図:RNA−Seq実験における因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)と、図1bの20個のクラスタ(紫色円)のそれぞれとの比較。「正のTh17」調節因子のノックダウンは、誘導クラスタ中の遺伝子を抑制し、抑制クラスタ中の遺伝子を誘導することが予測された(「負のTh17」調節因子についてはその逆)。ヒートマップ:それぞれの調節因子ノックダウン(行)およびそれぞれのクラスタ(列)について、上記検定による有意な重複(非灰色エントリー)を示す。赤色(エンリッチメント倍率スケールの右側):ノックダウン時の上方調節についてのエンリッチメント倍率;青色(エンリッチメント倍率スケールの左側):ノックダウン時の下方調節についてのエンリッチメント倍率。上段行中の橙色エントリーは、誘導クラスタを示す。 図4A、4B、4Cおよび4Dは、Th17ネットワーク中の結合および相互拮抗モジュールを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図4Aは、275個の遺伝子シグネチャーに対する摂動された遺伝子の影響を示す。48時間(ならびに60時間におけるIL−21rおよびIL−17raKO)における39個の因子(列)のノックダウンまたはノックアウト(KO)後の275個のシグネチャー遺伝子(行)の発現の変化を示す。青色(変化倍率(log2)スケールの左側):調節因子の摂動後の標的の発現の減少(非標的化対照と比較);赤色(変化倍率(log2)スケールの右側):発現の増加;灰色:有意でない;全色(すなわち、非灰色)エントリーは、有意である(実施例1の方法の部参照)。「摂動」(左):調節因子としても摂動されるシグネチャー遺伝子(黒色エントリー)。キーシグネチャー遺伝子を右に示す。図4Bは、2つの結合および対立モジュールを示す。Th17シグネチャー遺伝子の「正の調節因子」(青色ノード、x軸の左側)、「負の調節因子」(赤色ノード、x軸の右側)、Th17シグネチャー遺伝子(灰色ノード、下段)および他のCD4+T細胞のシグネチャー遺伝子(灰色ノード、上段)を関連付ける摂動ネットワークを示す。ノードAからBの青色エッジは、AのノックダウンがBを下方調節することを示し;赤色エッジは、AのノックダウンがBを上方調節することを示す。淡灰色ハロー:T17分化にこれまで関連しなかった調節因子。図4Cは、いかにノックダウン効果がネットワークモデル中のエッジを検証するかを示す。ベン図:図2aの元のモデル中の因子についての標的のセット(桃色円)と、RNA−Seq実験におけるその因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)との比較。下段の棒チャート:4つの因子についてのこの重複の有意性(X軸)についての−log10(P値)(Y軸、超幾何検定)を示す。類似の結果が、ノンパラメトリック順位和検定(マン・ホイットニーU検定、実施例1の方法の部参照)について得られた。赤色点線:P=0.01。図4Dは、いかに全般的ノックダウン効果がクラスタにわたり一致するかを示す。ベン図:RNA−Seq実験における因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)と、図1bの20個のクラスタ(紫色円)のそれぞれとの比較。「正のTh17」調節因子のノックダウンは、誘導クラスタ中の遺伝子を抑制し、抑制クラスタ中の遺伝子を誘導することが予測された(「負のTh17」調節因子についてはその逆)。ヒートマップ:それぞれの調節因子ノックダウン(行)およびそれぞれのクラスタ(列)について、上記検定による有意な重複(非灰色エントリー)を示す。赤色(エンリッチメント倍率スケールの右側):ノックダウン時の上方調節についてのエンリッチメント倍率;青色(エンリッチメント倍率スケールの左側):ノックダウン時の下方調節についてのエンリッチメント倍率。上段行中の橙色エントリーは、誘導クラスタを示す。 図4A、4B、4Cおよび4Dは、Th17ネットワーク中の結合および相互拮抗モジュールを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図4Aは、275個の遺伝子シグネチャーに対する摂動された遺伝子の影響を示す。48時間(ならびに60時間におけるIL−21rおよびIL−17raKO)における39個の因子(列)のノックダウンまたはノックアウト(KO)後の275個のシグネチャー遺伝子(行)の発現の変化を示す。青色(変化倍率(log2)スケールの左側):調節因子の摂動後の標的の発現の減少(非標的化対照と比較);赤色(変化倍率(log2)スケールの右側):発現の増加;灰色:有意でない;全色(すなわち、非灰色)エントリーは、有意である(実施例1の方法の部参照)。「摂動」(左):調節因子としても摂動されるシグネチャー遺伝子(黒色エントリー)。キーシグネチャー遺伝子を右に示す。図4Bは、2つの結合および対立モジュールを示す。Th17シグネチャー遺伝子の「正の調節因子」(青色ノード、x軸の左側)、「負の調節因子」(赤色ノード、x軸の右側)、Th17シグネチャー遺伝子(灰色ノード、下段)および他のCD4+T細胞のシグネチャー遺伝子(灰色ノード、上段)を関連付ける摂動ネットワークを示す。ノードAからBの青色エッジは、AのノックダウンがBを下方調節することを示し;赤色エッジは、AのノックダウンがBを上方調節することを示す。淡灰色ハロー:T17分化にこれまで関連しなかった調節因子。図4Cは、いかにノックダウン効果がネットワークモデル中のエッジを検証するかを示す。ベン図:図2aの元のモデル中の因子についての標的のセット(桃色円)と、RNA−Seq実験におけるその因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)との比較。下段の棒チャート:4つの因子についてのこの重複の有意性(X軸)についての−log10(P値)(Y軸、超幾何検定)を示す。類似の結果が、ノンパラメトリック順位和検定(マン・ホイットニーU検定、実施例1の方法の部参照)について得られた。赤色点線:P=0.01。図4Dは、いかに全般的ノックダウン効果がクラスタにわたり一致するかを示す。ベン図:RNA−Seq実験における因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)と、図1bの20個のクラスタ(紫色円)のそれぞれとの比較。「正のTh17」調節因子のノックダウンは、誘導クラスタ中の遺伝子を抑制し、抑制クラスタ中の遺伝子を誘導することが予測された(「負のTh17」調節因子についてはその逆)。ヒートマップ:それぞれの調節因子ノックダウン(行)およびそれぞれのクラスタ(列)について、上記検定による有意な重複(非灰色エントリー)を示す。赤色(エンリッチメント倍率スケールの右側):ノックダウン時の上方調節についてのエンリッチメント倍率;青色(エンリッチメント倍率スケールの左側):ノックダウン時の下方調節についてのエンリッチメント倍率。上段行中の橙色エントリーは、誘導クラスタを示す。 図4A、4B、4Cおよび4Dは、Th17ネットワーク中の結合および相互拮抗モジュールを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図4Aは、275個の遺伝子シグネチャーに対する摂動された遺伝子の影響を示す。48時間(ならびに60時間におけるIL−21rおよびIL−17raKO)における39個の因子(列)のノックダウンまたはノックアウト(KO)後の275個のシグネチャー遺伝子(行)の発現の変化を示す。青色(変化倍率(log2)スケールの左側):調節因子の摂動後の標的の発現の減少(非標的化対照と比較);赤色(変化倍率(log2)スケールの右側):発現の増加;灰色:有意でない;全色(すなわち、非灰色)エントリーは、有意である(実施例1の方法の部参照)。「摂動」(左):調節因子としても摂動されるシグネチャー遺伝子(黒色エントリー)。キーシグネチャー遺伝子を右に示す。図4Bは、2つの結合および対立モジュールを示す。Th17シグネチャー遺伝子の「正の調節因子」(青色ノード、x軸の左側)、「負の調節因子」(赤色ノード、x軸の右側)、Th17シグネチャー遺伝子(灰色ノード、下段)および他のCD4+T細胞のシグネチャー遺伝子(灰色ノード、上段)を関連付ける摂動ネットワークを示す。ノードAからBの青色エッジは、AのノックダウンがBを下方調節することを示し;赤色エッジは、AのノックダウンがBを上方調節することを示す。淡灰色ハロー:T17分化にこれまで関連しなかった調節因子。図4Cは、いかにノックダウン効果がネットワークモデル中のエッジを検証するかを示す。ベン図:図2aの元のモデル中の因子についての標的のセット(桃色円)と、RNA−Seq実験におけるその因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)との比較。下段の棒チャート:4つの因子についてのこの重複の有意性(X軸)についての−log10(P値)(Y軸、超幾何検定)を示す。類似の結果が、ノンパラメトリック順位和検定(マン・ホイットニーU検定、実施例1の方法の部参照)について得られた。赤色点線:P=0.01。図4Dは、いかに全般的ノックダウン効果がクラスタにわたり一致するかを示す。ベン図:RNA−Seq実験における因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(黄色円)と、図1bの20個のクラスタ(紫色円)のそれぞれとの比較。「正のTh17」調節因子のノックダウンは、誘導クラスタ中の遺伝子を抑制し、抑制クラスタ中の遺伝子を誘導することが予測された(「負のTh17」調節因子についてはその逆)。ヒートマップ:それぞれの調節因子ノックダウン(行)およびそれぞれのクラスタ(列)について、上記検定による有意な重複(非灰色エントリー)を示す。赤色(エンリッチメント倍率スケールの右側):ノックダウン時の上方調節についてのエンリッチメント倍率;青色(エンリッチメント倍率スケールの左側):ノックダウン時の下方調節についてのエンリッチメント倍率。上段行中の橙色エントリーは、誘導クラスタを示す。 図5A、5B、5C、および5Dは、Mina、Fas、Pou2af1、およびTsc22d3が、Th17分化プログラムに影響するキー新規調節因子であることを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図5A〜5D、左:異なるピボット調節因子(四角形ノード):(図5A)Mina、(図5B)Fas、(図5C)Pou2af1、および(図5D)Tsc22d3に集中した調節ネットワークモデルを示す。それぞれのネットワークにおいて、摂動(赤色および青色点線エッジ)、TF結合(黒色実線エッジ)、またはその両方(赤色および青色実線エッジ)に基づきピボットノードに接続された標的および調節因子(円形ノード)を示す。ピボットノードの摂動により影響された遺伝子を着色する(青色:標的はピボットノードのノックダウンにより下方調節される;赤色:標的は上方調節される)。(図5A〜5C、中央および右)Th17極性化サイトカイン(TGF−β+IL−6)を用いてまたは用いずに抗CD3+抗CD28によりインビトロで活性化されたそれぞれのKOマウスからのインビトロ分化細胞の72時間における培養上清に対するELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイ(CBA)による細胞内染色およびサイトカインアッセイ。(図5D、中央)Tsc22d3のChIP−Seq。Tsc22d3と多数のTh17基準因子との間の結合遺伝子(暗灰色)または結合領域(淡灰色)の重複の比率(X軸)を示す。全ての結果は、統計的に有意である(P<10−6;実施例1の方法の部参照)。 図5A、5B、5C、および5Dは、Mina、Fas、Pou2af1、およびTsc22d3が、Th17分化プログラムに影響するキー新規調節因子であることを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図5A〜5D、左:異なるピボット調節因子(四角形ノード):(図5A)Mina、(図5B)Fas、(図5C)Pou2af1、および(図5D)Tsc22d3に集中した調節ネットワークモデルを示す。それぞれのネットワークにおいて、摂動(赤色および青色点線エッジ)、TF結合(黒色実線エッジ)、またはその両方(赤色および青色実線エッジ)に基づきピボットノードに接続された標的および調節因子(円形ノード)を示す。ピボットノードの摂動により影響された遺伝子を着色する(青色:標的はピボットノードのノックダウンにより下方調節される;赤色:標的は上方調節される)。(図5A〜5C、中央および右)Th17極性化サイトカイン(TGF−β+IL−6)を用いてまたは用いずに抗CD3+抗CD28によりインビトロで活性化されたそれぞれのKOマウスからのインビトロ分化細胞の72時間における培養上清に対するELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイ(CBA)による細胞内染色およびサイトカインアッセイ。(図5D、中央)Tsc22d3のChIP−Seq。Tsc22d3と多数のTh17基準因子との間の結合遺伝子(暗灰色)または結合領域(淡灰色)の重複の比率(X軸)を示す。全ての結果は、統計的に有意である(P<10−6;実施例1の方法の部参照)。 図5A、5B、5C、および5Dは、Mina、Fas、Pou2af1、およびTsc22d3が、Th17分化プログラムに影響するキー新規調節因子であることを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図5A〜5D、左:異なるピボット調節因子(四角形ノード):(図5A)Mina、(図5B)Fas、(図5C)Pou2af1、および(図5D)Tsc22d3に集中した調節ネットワークモデルを示す。それぞれのネットワークにおいて、摂動(赤色および青色点線エッジ)、TF結合(黒色実線エッジ)、またはその両方(赤色および青色実線エッジ)に基づきピボットノードに接続された標的および調節因子(円形ノード)を示す。ピボットノードの摂動により影響された遺伝子を着色する(青色:標的はピボットノードのノックダウンにより下方調節される;赤色:標的は上方調節される)。(図5A〜5C、中央および右)Th17極性化サイトカイン(TGF−β+IL−6)を用いてまたは用いずに抗CD3+抗CD28によりインビトロで活性化されたそれぞれのKOマウスからのインビトロ分化細胞の72時間における培養上清に対するELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイ(CBA)による細胞内染色およびサイトカインアッセイ。(図5D、中央)Tsc22d3のChIP−Seq。Tsc22d3と多数のTh17基準因子との間の結合遺伝子(暗灰色)または結合領域(淡灰色)の重複の比率(X軸)を示す。全ての結果は、統計的に有意である(P<10−6;実施例1の方法の部参照)。 図5A、5B、5C、および5Dは、Mina、Fas、Pou2af1、およびTsc22d3が、Th17分化プログラムに影響するキー新規調節因子であることを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図5A〜5D、左:異なるピボット調節因子(四角形ノード):(図5A)Mina、(図5B)Fas、(図5C)Pou2af1、および(図5D)Tsc22d3に集中した調節ネットワークモデルを示す。それぞれのネットワークにおいて、摂動(赤色および青色点線エッジ)、TF結合(黒色実線エッジ)、またはその両方(赤色および青色実線エッジ)に基づきピボットノードに接続された標的および調節因子(円形ノード)を示す。ピボットノードの摂動により影響された遺伝子を着色する(青色:標的はピボットノードのノックダウンにより下方調節される;赤色:標的は上方調節される)。(図5A〜5C、中央および右)Th17極性化サイトカイン(TGF−β+IL−6)を用いてまたは用いずに抗CD3+抗CD28によりインビトロで活性化されたそれぞれのKOマウスからのインビトロ分化細胞の72時間における培養上清に対するELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイ(CBA)による細胞内染色およびサイトカインアッセイ。(図5D、中央)Tsc22d3のChIP−Seq。Tsc22d3と多数のTh17基準因子との間の結合遺伝子(暗灰色)または結合領域(淡灰色)の重複の比率(X軸)を示す。全ての結果は、統計的に有意である(P<10−6;実施例1の方法の部参照)。 図6A、6B、6C、および6Dは、3日間のTGF−β1およびIL−6によるナイーブCD4+T細胞の処理が、Th17細胞の分化を誘導することを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図6Aは、時間経過実験の概要を示す。ナイーブT細胞をWTマウスから単離し、IL−6およびTGF−β1により処理した。次いで、マイクロアレイを使用して全般的mRNAレベルを18個の異なる時点において計測した(0.5時間〜72時間、実施例1の方法の部参照)。対照として、同一の18個の時点において回収されたTh0条件下の同一のWTナイーブT細胞を使用した。最後の4つの時点(48時間〜72時間)について、細胞をIL−6、TGF−β1、およびIL−23により処理し、プロファイリングもした。図6Bは、IL−6およびTGF−β1極性化条件によるTh17細胞の生成を示す。TGF−β1およびIL−6により分化させたナイーブT細胞のFACS分析(右)は、IL−17産生Th17T細胞についてのエンリッチメントを示し;これらの細胞は、Th0対照においては観察されない。図6Cは、得られたマイクロアレイプロファイルと、ナイーブT細胞および分化Th17細胞からの公開データ(Wei et.al,2009;Langmead,B.,Trapnell,C.,Pop,M.&Salzberg,S.L.in Genome Biol Vol.10 R25(2009))との比較を示す。18個のプロファイル(時点により順序付け、X軸)のそれぞれと、ナイーブT細胞プロファイル(青色)または分化Th17プロファイル(緑色)のいずれかとの間のピアソン相関係数(Y軸)を示す。発現プロファイルは、ナイーブ様状態(t=0.5時間において、r2>0.8、p<10−10)からTh17分化状態(t=72時間において、r2>0.65、p<10−10)に徐々に移行する。図6Dは、キーサイトカインの発現を示す。キーTh17遺伝子RORc(左)およびIL−17a(中央)(両方誘導)、ならびにサイトカインIFN−γ(時間経過において不変)について、Th17極性化(青色)およびTh0対照(赤色)条件において18個の時点(X軸)のそれぞれにおいて計測されたmRNAレベル(Y軸)を示す。 図6A、6B、6C、および6Dは、3日間のTGF−β1およびIL−6によるナイーブCD4+T細胞の処理が、Th17細胞の分化を誘導することを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図6Aは、時間経過実験の概要を示す。ナイーブT細胞をWTマウスから単離し、IL−6およびTGF−β1により処理した。次いで、マイクロアレイを使用して全般的mRNAレベルを18個の異なる時点において計測した(0.5時間〜72時間、実施例1の方法の部参照)。対照として、同一の18個の時点において回収されたTh0条件下の同一のWTナイーブT細胞を使用した。最後の4つの時点(48時間〜72時間)について、細胞をIL−6、TGF−β1、およびIL−23により処理し、プロファイリングもした。図6Bは、IL−6およびTGF−β1極性化条件によるTh17細胞の生成を示す。TGF−β1およびIL−6により分化させたナイーブT細胞のFACS分析(右)は、IL−17産生Th17T細胞についてのエンリッチメントを示し;これらの細胞は、Th0対照においては観察されない。図6Cは、得られたマイクロアレイプロファイルと、ナイーブT細胞および分化Th17細胞からの公開データ(Wei et.al,2009;Langmead,B.,Trapnell,C.,Pop,M.&Salzberg,S.L.in Genome Biol Vol.10 R25(2009))との比較を示す。18個のプロファイル(時点により順序付け、X軸)のそれぞれと、ナイーブT細胞プロファイル(青色)または分化Th17プロファイル(緑色)のいずれかとの間のピアソン相関係数(Y軸)を示す。発現プロファイルは、ナイーブ様状態(t=0.5時間において、r2>0.8、p<10−10)からTh17分化状態(t=72時間において、r2>0.65、p<10−10)に徐々に移行する。図6Dは、キーサイトカインの発現を示す。キーTh17遺伝子RORc(左)およびIL−17a(中央)(両方誘導)、ならびにサイトカインIFN−γ(時間経過において不変)について、Th17極性化(青色)およびTh0対照(赤色)条件において18個の時点(X軸)のそれぞれにおいて計測されたmRNAレベル(Y軸)を示す。 図6A、6B、6C、および6Dは、3日間のTGF−β1およびIL−6によるナイーブCD4+T細胞の処理が、Th17細胞の分化を誘導することを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図6Aは、時間経過実験の概要を示す。ナイーブT細胞をWTマウスから単離し、IL−6およびTGF−β1により処理した。次いで、マイクロアレイを使用して全般的mRNAレベルを18個の異なる時点において計測した(0.5時間〜72時間、実施例1の方法の部参照)。対照として、同一の18個の時点において回収されたTh0条件下の同一のWTナイーブT細胞を使用した。最後の4つの時点(48時間〜72時間)について、細胞をIL−6、TGF−β1、およびIL−23により処理し、プロファイリングもした。図6Bは、IL−6およびTGF−β1極性化条件によるTh17細胞の生成を示す。TGF−β1およびIL−6により分化させたナイーブT細胞のFACS分析(右)は、IL−17産生Th17T細胞についてのエンリッチメントを示し;これらの細胞は、Th0対照においては観察されない。図6Cは、得られたマイクロアレイプロファイルと、ナイーブT細胞および分化Th17細胞からの公開データ(Wei et.al,2009;Langmead,B.,Trapnell,C.,Pop,M.&Salzberg,S.L.in Genome Biol Vol.10 R25(2009))との比較を示す。18個のプロファイル(時点により順序付け、X軸)のそれぞれと、ナイーブT細胞プロファイル(青色)または分化Th17プロファイル(緑色)のいずれかとの間のピアソン相関係数(Y軸)を示す。発現プロファイルは、ナイーブ様状態(t=0.5時間において、r2>0.8、p<10−10)からTh17分化状態(t=72時間において、r2>0.65、p<10−10)に徐々に移行する。図6Dは、キーサイトカインの発現を示す。キーTh17遺伝子RORc(左)およびIL−17a(中央)(両方誘導)、ならびにサイトカインIFN−γ(時間経過において不変)について、Th17極性化(青色)およびTh0対照(赤色)条件において18個の時点(X軸)のそれぞれにおいて計測されたmRNAレベル(Y軸)を示す。 図6A、6B、6C、および6Dは、3日間のTGF−β1およびIL−6によるナイーブCD4+T細胞の処理が、Th17細胞の分化を誘導することを示す一連のグラフおよび説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図6Aは、時間経過実験の概要を示す。ナイーブT細胞をWTマウスから単離し、IL−6およびTGF−β1により処理した。次いで、マイクロアレイを使用して全般的mRNAレベルを18個の異なる時点において計測した(0.5時間〜72時間、実施例1の方法の部参照)。対照として、同一の18個の時点において回収されたTh0条件下の同一のWTナイーブT細胞を使用した。最後の4つの時点(48時間〜72時間)について、細胞をIL−6、TGF−β1、およびIL−23により処理し、プロファイリングもした。図6Bは、IL−6およびTGF−β1極性化条件によるTh17細胞の生成を示す。TGF−β1およびIL−6により分化させたナイーブT細胞のFACS分析(右)は、IL−17産生Th17T細胞についてのエンリッチメントを示し;これらの細胞は、Th0対照においては観察されない。図6Cは、得られたマイクロアレイプロファイルと、ナイーブT細胞および分化Th17細胞からの公開データ(Wei et.al,2009;Langmead,B.,Trapnell,C.,Pop,M.&Salzberg,S.L.in Genome Biol Vol.10 R25(2009))との比較を示す。18個のプロファイル(時点により順序付け、X軸)のそれぞれと、ナイーブT細胞プロファイル(青色)または分化Th17プロファイル(緑色)のいずれかとの間のピアソン相関係数(Y軸)を示す。発現プロファイルは、ナイーブ様状態(t=0.5時間において、r2>0.8、p<10−10)からTh17分化状態(t=72時間において、r2>0.65、p<10−10)に徐々に移行する。図6Dは、キーサイトカインの発現を示す。キーTh17遺伝子RORc(左)およびIL−17a(中央)(両方誘導)、ならびにサイトカインIFN−γ(時間経過において不変)について、Th17極性化(青色)およびTh0対照(赤色)条件において18個の時点(X軸)のそれぞれにおいて計測されたmRNAレベル(Y軸)を示す。 Th17時間経過データにおいて示差的に発現された遺伝子のクラスタを示す一連のグラフである。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図1bの20個のクラスタのそれぞれについて、Th17極性化(青色)およびTh0(赤色)条件下のそれぞれの時点(X軸)における平均発現レベル(Y軸、±標準偏差、エラーバー)を示す。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的なメンバー遺伝子(「M」)を、上段に示す。 図8Aおよび8Bは、IL−23の転写効果を示す一連のグラフである。図8Aは、キー遺伝子の転写プロファイルを示す。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。Th17極性化条件(青色)、Th0対照(赤色)、およびTh17極性化条件へのIL−23の添加(分化の48時間後に開始)後(緑色)におけるそれぞれの時点(X軸)における3つのキー遺伝子(IL−22、RORc、IL−4)の発現レベル(Y軸)を示す。図8Bは、IL−23依存性転写クラスタを示す。Th17極性化サイトカインおよびIL23の両方により処理されたWT細胞(赤色)と比較してIL−23r−/−時間経過データ(青色)において示差的に発現された遺伝子のクラスタを示す。それぞれのクラスタについて、ノックアウト(青色)および野生型(赤色)細胞におけるそれぞれの時点(X軸)における平均発現レベル(Y軸、±標準偏差、エラーバー)を示す。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的なメンバー遺伝子(「M」)を、上段に示す。 図8Aおよび8Bは、IL−23の転写効果を示す一連のグラフである。図8Aは、キー遺伝子の転写プロファイルを示す。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。Th17極性化条件(青色)、Th0対照(赤色)、およびTh17極性化条件へのIL−23の添加(分化の48時間後に開始)後(緑色)におけるそれぞれの時点(X軸)における3つのキー遺伝子(IL−22、RORc、IL−4)の発現レベル(Y軸)を示す。図8Bは、IL−23依存性転写クラスタを示す。Th17極性化サイトカインおよびIL23の両方により処理されたWT細胞(赤色)と比較してIL−23r−/−時間経過データ(青色)において示差的に発現された遺伝子のクラスタを示す。それぞれのクラスタについて、ノックアウト(青色)および野生型(赤色)細胞におけるそれぞれの時点(X軸)における平均発現レベル(Y軸、±標準偏差、エラーバー)を示す。クラスタサイズ(「n」)、エンリッチされる機能アノテーション(「F」)、および代表的なメンバー遺伝子(「M」)を、上段に示す。 図9Aおよび9Bは、Th17分化の間のROR−γtの予測および検証されたタンパク質レベルを示す一連のグラフである。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図9Aは、マイクロアレイにより計測された、Th17極性化条件下の元の時間経過に沿ったRORγtのmRNAレベルを示す(青色)。mRNAレベルについてのシグモイドフィット(緑色)を、それぞれの時点におけるRORγtタンパク質のレベルを予測するモデル(Schwanhausser,B.et al.Global quantification of mammalian gene expression control.Nature 473,337−342,doi:10.1038/nature10098(2011)に基づく)についてのインプットとして使用する(赤色)。図9Bは、刺激の4、12、24、および48時間後においてTh17極性化条件(青色)およびTh0条件(赤色)においてFACS分析により決定された計測ROR−γtタンパク質レベル(x軸)の分布を示す。 図9Aおよび9Bは、Th17分化の間のROR−γtの予測および検証されたタンパク質レベルを示す一連のグラフである。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図9Aは、マイクロアレイにより計測された、Th17極性化条件下の元の時間経過に沿ったRORγtのmRNAレベルを示す(青色)。mRNAレベルについてのシグモイドフィット(緑色)を、それぞれの時点におけるRORγtタンパク質のレベルを予測するモデル(Schwanhausser,B.et al.Global quantification of mammalian gene expression control.Nature 473,337−342,doi:10.1038/nature10098(2011)に基づく)についてのインプットとして使用する(赤色)。図9Bは、刺激の4、12、24、および48時間後においてTh17極性化条件(青色)およびTh0条件(赤色)においてFACS分析により決定された計測ROR−γtタンパク質レベル(x軸)の分布を示す。 図10Aおよび10Bは、ノックダウンについての候補をランキングするための予測特性を示す一連のグラフである。異なる(図10A)ネットワークベース特性および(図10B)発現ベース特性(図3aにおいて使用)についての公知のTh17因子のキュレートされたリストにおけるエンリッチメント倍率(Y軸、全てのケースにおいて、p<10−3、超幾何検定)を示す。 図10Aおよび10Bは、ノックダウンについての候補をランキングするための予測特性を示す一連のグラフである。異なる(図10A)ネットワークベース特性および(図10B)発現ベース特性(図3aにおいて使用)についての公知のTh17因子のキュレートされたリストにおけるエンリッチメント倍率(Y軸、全てのケースにおいて、p<10−3、超幾何検定)を示す。 図11A、11B、および11Cは、T細胞に対するナノワイヤ活性化、10時間におけるノックダウン、ならびにNWベースノックダウンおよび得られた表現型の一致性を示す一連のグラフである。図11Aは、いかにナノワイヤがT細胞を活性化させず、生理学的刺激を干渉しないかを示す。極性化サイトカインを用いず(「サイトカインなし」)またはTh17極性化サイトカインの存在下で(「TGF−β1+IL6」)ペトリ皿中で(左)またはケイ素ナノワイヤ上で(右)増殖させたT細胞中の、qPCR(Y軸、平均および平均の標準誤差)により活性化の48時間後に計測されたキー遺伝子についてのmRNAのレベル(平均±標準誤差、n=3)を示す。図11Bは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の10時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:平均±非標的化siRNA対照に対する標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。表示される遺伝子は、転写プロファイリングに選択された39個の遺伝子の上位セットである。図11c。NWベースノックダウンおよび得られた表現型の一致性。刺激の48時間後における9つの遺伝子のNWベースノックダウン(少なくとも2つの異なる培養物から)の3つの異なる実験についての平均標的転写低減および表現型変化(IL−17fおよびIL−17a発現により計測)を示す。右青色バー:ノックダウンレベル(siRNA対照に対する残留%);暗灰色および淡緑色バー:ぞれぞれ、siRNA対照に対するIL−17fおよびIL−17aのmRNA。 図11A、11B、および11Cは、T細胞に対するナノワイヤ活性化、10時間におけるノックダウン、ならびにNWベースノックダウンおよび得られた表現型の一致性を示す一連のグラフである。図11Aは、いかにナノワイヤがT細胞を活性化させず、生理学的刺激を干渉しないかを示す。極性化サイトカインを用いず(「サイトカインなし」)またはTh17極性化サイトカインの存在下で(「TGF−β1+IL6」)ペトリ皿中で(左)またはケイ素ナノワイヤ上で(右)増殖させたT細胞中の、qPCR(Y軸、平均および平均の標準誤差)により活性化の48時間後に計測されたキー遺伝子についてのmRNAのレベル(平均±標準誤差、n=3)を示す。図11Bは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の10時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:平均±非標的化siRNA対照に対する標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。表示される遺伝子は、転写プロファイリングに選択された39個の遺伝子の上位セットである。図11c。NWベースノックダウンおよび得られた表現型の一致性。刺激の48時間後における9つの遺伝子のNWベースノックダウン(少なくとも2つの異なる培養物から)の3つの異なる実験についての平均標的転写低減および表現型変化(IL−17fおよびIL−17a発現により計測)を示す。右青色バー:ノックダウンレベル(siRNA対照に対する残留%);暗灰色および淡緑色バー:ぞれぞれ、siRNA対照に対するIL−17fおよびIL−17aのmRNA。 図11A、11B、および11Cは、T細胞に対するナノワイヤ活性化、10時間におけるノックダウン、ならびにNWベースノックダウンおよび得られた表現型の一致性を示す一連のグラフである。図11Aは、いかにナノワイヤがT細胞を活性化させず、生理学的刺激を干渉しないかを示す。極性化サイトカインを用いず(「サイトカインなし」)またはTh17極性化サイトカインの存在下で(「TGF−β1+IL6」)ペトリ皿中で(左)またはケイ素ナノワイヤ上で(右)増殖させたT細胞中の、qPCR(Y軸、平均および平均の標準誤差)により活性化の48時間後に計測されたキー遺伝子についてのmRNAのレベル(平均±標準誤差、n=3)を示す。図11Bは、ナノワイヤ上で送達されたsiRNAによる効率的なノックダウンを示す。極性化サイトカインの導入の10時間後におけるノックダウン後に残留するmRNAの%(qPCRによる、Y軸:平均±非標的化siRNA対照に対する標準誤差、n=12、左の黒色バー)を示す。表示される遺伝子は、転写プロファイリングに選択された39個の遺伝子の上位セットである。図11c。NWベースノックダウンおよび得られた表現型の一致性。刺激の48時間後における9つの遺伝子のNWベースノックダウン(少なくとも2つの異なる培養物から)の3つの異なる実験についての平均標的転写低減および表現型変化(IL−17fおよびIL−17a発現により計測)を示す。右青色バー:ノックダウンレベル(siRNA対照に対する残留%);暗灰色および淡緑色バー:ぞれぞれ、siRNA対照に対するIL−17fおよびIL−17aのmRNA。 図12Aおよび12Bは、Fluidigm 96×96遺伝子発現チップを使用するそれぞれのナノワイヤ送達ノックダウンについてのNanostring発現プロファイルの交差検証を示す一連のグラフである。図12Aは、同一摂動下で同一遺伝子についてFluidigm(Y軸)およびNanostring(X軸)により計測された発現レベルの比較を示す。発現値を、実施例1に記載のとおり対照遺伝子に対して正規化した。図12Bは、いかにFluidigmデータの分析が標的化因子の正および負のTh17調節因子の2つのモジュールへの分類を概括するかを示す。少なくとも1つの因子ノックダウン(列)に対して有意に応答した85個の遺伝子シグネチャー(行)のうちの82個の遺伝子の転写の変化を示す。 図12Aおよび12Bは、Fluidigm 96×96遺伝子発現チップを使用するそれぞれのナノワイヤ送達ノックダウンについてのNanostring発現プロファイルの交差検証を示す一連のグラフである。図12Aは、同一摂動下で同一遺伝子についてFluidigm(Y軸)およびNanostring(X軸)により計測された発現レベルの比較を示す。発現値を、実施例1に記載のとおり対照遺伝子に対して正規化した。図12Bは、いかにFluidigmデータの分析が標的化因子の正および負のTh17調節因子の2つのモジュールへの分類を概括するかを示す。少なくとも1つの因子ノックダウン(列)に対して有意に応答した85個の遺伝子シグネチャー(行)のうちの82個の遺伝子の転写の変化を示す。 刺激の10時間から48時間後の間のTh17「機能」ネットワークの再配線を示すグラフである。10時間および48時間においてプロファイリングされたそれぞれの調節因子について、2つの時点において同一の活性化/抑制論理で現れる(持続性);1つの時点においてのみ現れる(一過性);または両方のネットワーク中に異なる活性化/抑制論理で現れる(反転性)「エッジ」(すなわち、遺伝子Aは、遺伝子Bの摂動により影響される)の割合を算出した。持続的エッジにおいて、摂動効果(変化倍率)は、時点の少なくとも1つにおいて有意であり(実施例1の方法の部参照)、他の時点において一致しなければならない(活性化/抑制に関して)(1.25倍のより許容性のカットオフを使用)。 「有色」ネットワークモチーフを示す説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。「有色」ネットワークモチーフ分析を使用し、同一のトポロジーならびに同一のノードおよびエッジ色を有する反復サブネットワークを見出した。4つの有意にエンリッチされたモチーフを示す(p<0.05)。赤色ノード:正の調節因子;青色;負の調節因子;AからBの赤色エッジ:AのノックダウンがBを下方調節する;青色エッジ:AのノックダウンがBを上方調節する。モチーフは、FANMODソフトウェア(Wernicke,S.& Rasche,F.FANMOD:a tool for fast network motif detection.Bioinformatics 22,1152−1153,doi:10.1093/bioinformatics/btl038(2006))を使用して見出した。 図15A、15B、および15Cは、ナノワイヤ送達ノックダウンのRNA−seq分析を示す一連のグラフである。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図15Aは、ノックダウンプロファイルの相関マトリックスを示す。ノックダウンにより摂動された調節因子のRNA−Seqプロファイル(NT siRNA対照に対する変化倍率)間のスピアマン順位相関係数を示す。試料のいずれにおいても有意に示差的に発現されなかった遺伝子をプロファイルから除外した。図15Bは、異なるCD4+T細胞系統の公知のマーカー遺伝子に対するノックダウン効果を示す。12個の調節因子(列)のそれぞれのノックダウン後の異なるT細胞系統(右に表記)の基準遺伝子(行)についての発現レベルを示す。赤色/青色:非標的化対照と比較したノックダウンにおける遺伝子発現の増加/減少(実施例1の方法の部参照)。少なくとも1つのノックダウン条件において有意に示差的に発現される遺伝子のみを示す。実験を階層的にクラスタリングし、正のTh17調節因子(左)および負のTh17調節因子(右)についての区別されるクラスタを形成する。図15Cは、Hill et al.,Foxp3 transcription−factor−dependent and−independent regulation of the regulatory T cell transcriptional signature.Immunity 27,786−800,doi:S1074−7613(07)00492−X[pii]10.1016/j.immuni.2007.09.010(2007)により定義されるT制御性細胞シグネチャーの2つのサブクラスタに対するノックダウン効果を示す。それぞれのクラスタ(Hill et alにおいてクラスタ1および5としてアノテートされる)は、慣用のT細胞と比較してTreg細胞中で過剰発現される遺伝子を含む。しかしながら、クラスタ1中の遺伝子は、Foxp3により相関性であり、Foxp3形質導入に対して応答性である。逆に、クラスタ1中の遺伝子は、Treg細胞中でTCRおよびIL−2に対してより直接応答性であり、Foxp3に対して低応答性である。正のTh17調節因子のノックダウンは、「Foxp3」クラスタ1中の遺伝子の発現を強力に誘導する。ノックダウンプロファイルを階層的にクラスタリングし、正のTh17調節因子(左)および負のTh17調節因子(右)についての区別されるクラスタを形成する。赤色/青色:非標的化対照と比較したノックダウンにおける遺伝子発現の増加/減少(実施例1の方法の部参照)。少なくとも1つのノックダウン条件において有意に示差的に発現される遺伝子のみを示す。 図15A、15B、および15Cは、ナノワイヤ送達ノックダウンのRNA−seq分析を示す一連のグラフである。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図15Aは、ノックダウンプロファイルの相関マトリックスを示す。ノックダウンにより摂動された調節因子のRNA−Seqプロファイル(NT siRNA対照に対する変化倍率)間のスピアマン順位相関係数を示す。試料のいずれにおいても有意に示差的に発現されなかった遺伝子をプロファイルから除外した。図15Bは、異なるCD4+T細胞系統の公知のマーカー遺伝子に対するノックダウン効果を示す。12個の調節因子(列)のそれぞれのノックダウン後の異なるT細胞系統(右に表記)の基準遺伝子(行)についての発現レベルを示す。赤色/青色:非標的化対照と比較したノックダウンにおける遺伝子発現の増加/減少(実施例1の方法の部参照)。少なくとも1つのノックダウン条件において有意に示差的に発現される遺伝子のみを示す。実験を階層的にクラスタリングし、正のTh17調節因子(左)および負のTh17調節因子(右)についての区別されるクラスタを形成する。図15Cは、Hill et al.,Foxp3 transcription−factor−dependent and−independent regulation of the regulatory T cell transcriptional signature.Immunity 27,786−800,doi:S1074−7613(07)00492−X[pii]10.1016/j.immuni.2007.09.010(2007)により定義されるT制御性細胞シグネチャーの2つのサブクラスタに対するノックダウン効果を示す。それぞれのクラスタ(Hill et alにおいてクラスタ1および5としてアノテートされる)は、慣用のT細胞と比較してTreg細胞中で過剰発現される遺伝子を含む。しかしながら、クラスタ1中の遺伝子は、Foxp3により相関性であり、Foxp3形質導入に対して応答性である。逆に、クラスタ1中の遺伝子は、Treg細胞中でTCRおよびIL−2に対してより直接応答性であり、Foxp3に対して低応答性である。正のTh17調節因子のノックダウンは、「Foxp3」クラスタ1中の遺伝子の発現を強力に誘導する。ノックダウンプロファイルを階層的にクラスタリングし、正のTh17調節因子(左)および負のTh17調節因子(右)についての区別されるクラスタを形成する。赤色/青色:非標的化対照と比較したノックダウンにおける遺伝子発現の増加/減少(実施例1の方法の部参照)。少なくとも1つのノックダウン条件において有意に示差的に発現される遺伝子のみを示す。 図15A、15B、および15Cは、ナノワイヤ送達ノックダウンのRNA−seq分析を示す一連のグラフである。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。図15Aは、ノックダウンプロファイルの相関マトリックスを示す。ノックダウンにより摂動された調節因子のRNA−Seqプロファイル(NT siRNA対照に対する変化倍率)間のスピアマン順位相関係数を示す。試料のいずれにおいても有意に示差的に発現されなかった遺伝子をプロファイルから除外した。図15Bは、異なるCD4+T細胞系統の公知のマーカー遺伝子に対するノックダウン効果を示す。12個の調節因子(列)のそれぞれのノックダウン後の異なるT細胞系統(右に表記)の基準遺伝子(行)についての発現レベルを示す。赤色/青色:非標的化対照と比較したノックダウンにおける遺伝子発現の増加/減少(実施例1の方法の部参照)。少なくとも1つのノックダウン条件において有意に示差的に発現される遺伝子のみを示す。実験を階層的にクラスタリングし、正のTh17調節因子(左)および負のTh17調節因子(右)についての区別されるクラスタを形成する。図15Cは、Hill et al.,Foxp3 transcription−factor−dependent and−independent regulation of the regulatory T cell transcriptional signature.Immunity 27,786−800,doi:S1074−7613(07)00492−X[pii]10.1016/j.immuni.2007.09.010(2007)により定義されるT制御性細胞シグネチャーの2つのサブクラスタに対するノックダウン効果を示す。それぞれのクラスタ(Hill et alにおいてクラスタ1および5としてアノテートされる)は、慣用のT細胞と比較してTreg細胞中で過剰発現される遺伝子を含む。しかしながら、クラスタ1中の遺伝子は、Foxp3により相関性であり、Foxp3形質導入に対して応答性である。逆に、クラスタ1中の遺伝子は、Treg細胞中でTCRおよびIL−2に対してより直接応答性であり、Foxp3に対して低応答性である。正のTh17調節因子のノックダウンは、「Foxp3」クラスタ1中の遺伝子の発現を強力に誘導する。ノックダウンプロファイルを階層的にクラスタリングし、正のTh17調節因子(左)および負のTh17調節因子(右)についての区別されるクラスタを形成する。赤色/青色:非標的化対照と比較したノックダウンにおける遺伝子発現の増加/減少(実施例1の方法の部参照)。少なくとも1つのノックダウン条件において有意に示差的に発現される遺伝子のみを示す。 図16A、16B、16C、および16Dは、フローサイトメトリーおよび酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用する、インビトロ分化の72時間におけるノックアウト細胞中のサイトカイン産生の定量を示す一連のグラフである。示される全てのフローサイトメトリー図は、Oct1を除き、少なくとも3つの繰り返しを代表し、全てのELISAデータは、少なくとも3つのレプリケートを有する。Oct1については、制限量の細胞のみが再構築マウスから利用可能であり、フローサイトメトリーおよびELISAのためにOct1欠損マウスの2つの繰り返しのみを考慮した。(図16A、左)Th0対照下で活性化されたMina−/−T細胞は、図5aに示されるグラフについての対照である。(図16A、右)Mina−/−T細胞が対照と比較して多くのTNFを産生することを示すサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたMina−/−およびWT細胞によるTNF分泌。図15Bは、フローサイトメトリーにより計測されたIFN−γおよびIL−17aについてのPou2af1−/−およびWT細胞の細胞内サイトカイン染色を示す。(図15C、左)Foxp3およびIl−17発現についてのFas−/−およびWT細胞のフローサイトメトリー分析。(図15C、右)サイトカインビーズアッセイELISAにより計測されたFas−/−およびWT細胞によるIL−2およびTnf分泌。(図15D、左)Oct1欠損マウスについてのTh0条件におけるIFN−γ陽性細胞の増加を示す、IFN−γおよびIL−17aについてのOct1−/−およびWT細胞に対するフローサイトメトリー。(図15D、右)サイトカインELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたOct1−/−およびWT細胞によるIl−17a、IFN−γ、IL−2およびTNF産生。ELISA図における統計的有意性を、p<0.05、**p<0.01、および***p<0.001により示す。 図16A、16B、16C、および16Dは、フローサイトメトリーおよび酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用する、インビトロ分化の72時間におけるノックアウト細胞中のサイトカイン産生の定量を示す一連のグラフである。示される全てのフローサイトメトリー図は、Oct1を除き、少なくとも3つの繰り返しを代表し、全てのELISAデータは、少なくとも3つのレプリケートを有する。Oct1については、制限量の細胞のみが再構築マウスから利用可能であり、フローサイトメトリーおよびELISAのためにOct1欠損マウスの2つの繰り返しのみを考慮した。(図16A、左)Th0対照下で活性化されたMina−/−T細胞は、図5aに示されるグラフについての対照である。(図16A、右)Mina−/−T細胞が対照と比較して多くのTNFを産生することを示すサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたMina−/−およびWT細胞によるTNF分泌。図15Bは、フローサイトメトリーにより計測されたIFN−γおよびIL−17aについてのPou2af1−/−およびWT細胞の細胞内サイトカイン染色を示す。(図15C、左)Foxp3およびIl−17発現についてのFas−/−およびWT細胞のフローサイトメトリー分析。(図15C、右)サイトカインビーズアッセイELISAにより計測されたFas−/−およびWT細胞によるIL−2およびTnf分泌。(図15D、左)Oct1欠損マウスについてのTh0条件におけるIFN−γ陽性細胞の増加を示す、IFN−γおよびIL−17aについてのOct1−/−およびWT細胞に対するフローサイトメトリー。(図15D、右)サイトカインELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたOct1−/−およびWT細胞によるIl−17a、IFN−γ、IL−2およびTNF産生。ELISA図における統計的有意性を、p<0.05、**p<0.01、および***p<0.001により示す。 図16A、16B、16C、および16Dは、フローサイトメトリーおよび酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用する、インビトロ分化の72時間におけるノックアウト細胞中のサイトカイン産生の定量を示す一連のグラフである。示される全てのフローサイトメトリー図は、Oct1を除き、少なくとも3つの繰り返しを代表し、全てのELISAデータは、少なくとも3つのレプリケートを有する。Oct1については、制限量の細胞のみが再構築マウスから利用可能であり、フローサイトメトリーおよびELISAのためにOct1欠損マウスの2つの繰り返しのみを考慮した。(図16A、左)Th0対照下で活性化されたMina−/−T細胞は、図5aに示されるグラフについての対照である。(図16A、右)Mina−/−T細胞が対照と比較して多くのTNFを産生することを示すサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたMina−/−およびWT細胞によるTNF分泌。図15Bは、フローサイトメトリーにより計測されたIFN−γおよびIL−17aについてのPou2af1−/−およびWT細胞の細胞内サイトカイン染色を示す。(図15C、左)Foxp3およびIl−17発現についてのFas−/−およびWT細胞のフローサイトメトリー分析。(図15C、右)サイトカインビーズアッセイELISAにより計測されたFas−/−およびWT細胞によるIL−2およびTnf分泌。(図15D、左)Oct1欠損マウスについてのTh0条件におけるIFN−γ陽性細胞の増加を示す、IFN−γおよびIL−17aについてのOct1−/−およびWT細胞に対するフローサイトメトリー。(図15D、右)サイトカインELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたOct1−/−およびWT細胞によるIl−17a、IFN−γ、IL−2およびTNF産生。ELISA図における統計的有意性を、p<0.05、**p<0.01、および***p<0.001により示す。 図16A、16B、16C、および16Dは、フローサイトメトリーおよび酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用する、インビトロ分化の72時間におけるノックアウト細胞中のサイトカイン産生の定量を示す一連のグラフである。示される全てのフローサイトメトリー図は、Oct1を除き、少なくとも3つの繰り返しを代表し、全てのELISAデータは、少なくとも3つのレプリケートを有する。Oct1については、制限量の細胞のみが再構築マウスから利用可能であり、フローサイトメトリーおよびELISAのためにOct1欠損マウスの2つの繰り返しのみを考慮した。(図16A、左)Th0対照下で活性化されたMina−/−T細胞は、図5aに示されるグラフについての対照である。(図16A、右)Mina−/−T細胞が対照と比較して多くのTNFを産生することを示すサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたMina−/−およびWT細胞によるTNF分泌。図15Bは、フローサイトメトリーにより計測されたIFN−γおよびIL−17aについてのPou2af1−/−およびWT細胞の細胞内サイトカイン染色を示す。(図15C、左)Foxp3およびIl−17発現についてのFas−/−およびWT細胞のフローサイトメトリー分析。(図15C、右)サイトカインビーズアッセイELISAにより計測されたFas−/−およびWT細胞によるIL−2およびTnf分泌。(図15D、左)Oct1欠損マウスについてのTh0条件におけるIFN−γ陽性細胞の増加を示す、IFN−γおよびIL−17aについてのOct1−/−およびWT細胞に対するフローサイトメトリー。(図15D、右)サイトカインELISAおよびサイトメトリックビーズアッセイにより計測されたOct1−/−およびWT細胞によるIl−17a、IFN−γ、IL−2およびTNF産生。ELISA図における統計的有意性を、p<0.05、**p<0.01、および***p<0.001により示す。 図17Aおよび17Bは、Zeb1、Smarca4、およびSp4がTh17分化プログラムに影響するキー新規調節因子であることを示す一連の説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。異なるピボット調節因子(四角形ノード):(図17A)Zeb1およびSmarca4、ならびに(図17B)Sp4に集中した調節ネットワークモデルを示す。それぞれのネットワークにおいて、摂動(赤色および青色点線エッジ)、TF結合(黒色実線エッジ)、またはその両方(赤色および青色実線エッジ)に基づきピボットノードに接続された標的および調節因子(円形ノード)を示す。ピボットノードの摂動により影響された遺伝子を着色する(赤色:標的はピボットノードのノックダウンにより上方調節される;青色:標的は下方調節される)。 図17Aおよび17Bは、Zeb1、Smarca4、およびSp4がTh17分化プログラムに影響するキー新規調節因子であることを示す一連の説明である。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。異なるピボット調節因子(四角形ノード):(図17A)Zeb1およびSmarca4、ならびに(図17B)Sp4に集中した調節ネットワークモデルを示す。それぞれのネットワークにおいて、摂動(赤色および青色点線エッジ)、TF結合(黒色実線エッジ)、またはその両方(赤色および青色実線エッジ)に基づきピボットノードに接続された標的および調節因子(円形ノード)を示す。ピボットノードの摂動により影響された遺伝子を着色する(赤色:標的はピボットノードのノックダウンにより上方調節される;青色:標的は下方調節される)。 Ciofani et al(Cell,2012)からのChIP−seqおよびRNA−seqデータとの重複を示すグラフである。エンリッチメント倍率を、ChIP−seqおよびRNA−seqを使用してCiofani et alにより試験され、3つのネットワークモデル(初期、中期(「中期」として示す)、および後期)における調節因子として予測される4つのTFについて示す。結果を、Ciofani et al.のChIP−seqベースネットワーク(青色)と、およびそれらの組合せChIP−seq/RNA−seqネットワーク(著者らにより記載の1.5のスコアカットオフを考慮;赤色)と比較する。全てのケースにおいて、重複(ChIP−seqのみとの、または組合せChIP−seq/RNA−seqネットワークとの)のp値は、10−10(フィッシャーの正確検定を使用)未満であるが、エンリッチメント倍率は、因子により結合され、そのノックアウトにより影響される遺伝子において特に高く、それは最も機能的なエッジである。 図19A、19B、19C、および19Dは、PROCRが、TGF−β1とIL−6により誘導されたTh17細胞中で特異的に誘導されることを示す一連のグラフである。図19Aは、いかにPROCR発現レベルを18個の異なる時点におけるTh0およびTh17条件下のマイクロアレイ分析により評価したかを示す。図19Bは、いかにPROCR mRNAの動的発現を、TGF−β1およびIL−6により分化させたTh17細胞における定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Cは、いかにPROCR mRNA発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおける定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Dは、いかにPROCRタンパク質発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおけるフローサイトメトリーにより試験したかを示す。 図19A、19B、19C、および19Dは、PROCRが、TGF−β1とIL−6により誘導されたTh17細胞中で特異的に誘導されることを示す一連のグラフである。図19Aは、いかにPROCR発現レベルを18個の異なる時点におけるTh0およびTh17条件下のマイクロアレイ分析により評価したかを示す。図19Bは、いかにPROCR mRNAの動的発現を、TGF−β1およびIL−6により分化させたTh17細胞における定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Cは、いかにPROCR mRNA発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおける定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Dは、いかにPROCRタンパク質発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおけるフローサイトメトリーにより試験したかを示す。 図19A、19B、19C、および19Dは、PROCRが、TGF−β1とIL−6により誘導されたTh17細胞中で特異的に誘導されることを示す一連のグラフである。図19Aは、いかにPROCR発現レベルを18個の異なる時点におけるTh0およびTh17条件下のマイクロアレイ分析により評価したかを示す。図19Bは、いかにPROCR mRNAの動的発現を、TGF−β1およびIL−6により分化させたTh17細胞における定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Cは、いかにPROCR mRNA発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおける定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Dは、いかにPROCRタンパク質発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおけるフローサイトメトリーにより試験したかを示す。 図19A、19B、19C、および19Dは、PROCRが、TGF−β1とIL−6により誘導されたTh17細胞中で特異的に誘導されることを示す一連のグラフである。図19Aは、いかにPROCR発現レベルを18個の異なる時点におけるTh0およびTh17条件下のマイクロアレイ分析により評価したかを示す。図19Bは、いかにPROCR mRNAの動的発現を、TGF−β1およびIL−6により分化させたTh17細胞における定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Cは、いかにPROCR mRNA発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおける定量的RT−PCR分析により計測したかを示す。図19Dは、いかにPROCRタンパク質発現を、それぞれのサイトカインによる刺激の72時間後の異なるT細胞サブセットにおけるフローサイトメトリーにより試験したかを示す。 図20A、20B、20C、および20Dは、PROCR刺激および発現が、Th17細胞からのサイトカイン産生に不可欠でないことを示す一連のグラフである。図20Aは、いかにナイーブCD4+T細胞を、PROCRリガンドである活性化プロテインC(aPC、300nM)の存在下の抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させたかを示す。3日目、細胞をPMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析した。図20Bは、活性化プロテインC(aPCおよび対照、それぞれ)を用いてまたは用いずに分化させたTh17細胞(TGF−β+IL−6)からのIL−17産生を、3および5日目にELISAにより評価したことを示す。図20Cは、いかにナイーブCD4+T細胞をTh17条件(TGF−β+IL−6)下で極性化し、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入したかを示す。GFP+細胞中のIFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。図20Dは、いかにEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞が、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で極性化されたかを示す。IFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。 図20A、20B、20C、および20Dは、PROCR刺激および発現が、Th17細胞からのサイトカイン産生に不可欠でないことを示す一連のグラフである。図20Aは、いかにナイーブCD4+T細胞を、PROCRリガンドである活性化プロテインC(aPC、300nM)の存在下の抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させたかを示す。3日目、細胞をPMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析した。図20Bは、活性化プロテインC(aPCおよび対照、それぞれ)を用いてまたは用いずに分化させたTh17細胞(TGF−β+IL−6)からのIL−17産生を、3および5日目にELISAにより評価したことを示す。図20Cは、いかにナイーブCD4+T細胞をTh17条件(TGF−β+IL−6)下で極性化し、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入したかを示す。GFP+細胞中のIFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。図20Dは、いかにEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞が、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で極性化されたかを示す。IFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。 図20A、20B、20C、および20Dは、PROCR刺激および発現が、Th17細胞からのサイトカイン産生に不可欠でないことを示す一連のグラフである。図20Aは、いかにナイーブCD4+T細胞を、PROCRリガンドである活性化プロテインC(aPC、300nM)の存在下の抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させたかを示す。3日目、細胞をPMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析した。図20Bは、活性化プロテインC(aPCおよび対照、それぞれ)を用いてまたは用いずに分化させたTh17細胞(TGF−β+IL−6)からのIL−17産生を、3および5日目にELISAにより評価したことを示す。図20Cは、いかにナイーブCD4+T細胞をTh17条件(TGF−β+IL−6)下で極性化し、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入したかを示す。GFP+細胞中のIFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。図20Dは、いかにEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞が、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で極性化されたかを示す。IFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。 図20A、20B、20C、および20Dは、PROCR刺激および発現が、Th17細胞からのサイトカイン産生に不可欠でないことを示す一連のグラフである。図20Aは、いかにナイーブCD4+T細胞を、PROCRリガンドである活性化プロテインC(aPC、300nM)の存在下の抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させたかを示す。3日目、細胞をPMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析した。図20Bは、活性化プロテインC(aPCおよび対照、それぞれ)を用いてまたは用いずに分化させたTh17細胞(TGF−β+IL−6)からのIL−17産生を、3および5日目にELISAにより評価したことを示す。図20Cは、いかにナイーブCD4+T細胞をTh17条件(TGF−β+IL−6)下で極性化し、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入したかを示す。GFP+細胞中のIFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。図20Dは、いかにEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞が、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で極性化されたかを示す。IFN−γおよびIL−17の細胞内発現を、フローサイトメトリーにより評価した。 図21Aおよび21Bは、PROCR発現が、Th17細胞上の共刺激分子の発現のわずかな変化を誘導するにすぎないことを示す一連のグラフである。図21Aは、いかにナイーブCD4T細胞をTh17条件(TGF−β+IL−6)下で極性化し、GFP対照レトロウイルス(対照GFP)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入し、ICOS、CTLA−4、PD−1、PdpおよびTim−3の発現をフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図21Bは、いかにナイーブ野生型(WT)またはEPCRδ/δCD4T細胞が、TGF−β1およびIL−6の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化したかを示す。ICOS、CTLA−4、PD−1、PdpおよびTim−3の発現を、フローサイトメトリーにより評価した。 図21Aおよび21Bは、PROCR発現が、Th17細胞上の共刺激分子の発現のわずかな変化を誘導するにすぎないことを示す一連のグラフである。図21Aは、いかにナイーブCD4T細胞をTh17条件(TGF−β+IL−6)下で極性化し、GFP対照レトロウイルス(対照GFP)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入し、ICOS、CTLA−4、PD−1、PdpおよびTim−3の発現をフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図21Bは、いかにナイーブ野生型(WT)またはEPCRδ/δCD4T細胞が、TGF−β1およびIL−6の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化したかを示す。ICOS、CTLA−4、PD−1、PdpおよびTim−3の発現を、フローサイトメトリーにより評価した。 図22A、22B、および22Cは、PROCRが非病原性Th17細胞中で発現されることを示す一連のグラフである。図22Aは、TGF−β3+IL−6(病原性)またはTGF−β1+IL−6(非病原性)により分化させたTh17細胞についての遺伝子およびそれらの2つのサブセットにおけるそれらの発現レベルの比較を示す。図22Bおよび22Cは、いかにナイーブCD4T細胞を、TGF−β1およびIL−6、TGF−β3およびIL−6またはIL−1βおよびIL−6により分化させ、PROCR発現を(図22B)定量的RT−PCR分析により評価し(図22C)、タンパク質発現をフローサイトメトリーにより測定したかを示す。 図22A、22B、および22Cは、PROCRが非病原性Th17細胞中で発現されることを示す一連のグラフである。図22Aは、TGF−β3+IL−6(病原性)またはTGF−β1+IL−6(非病原性)により分化させたTh17細胞についての遺伝子およびそれらの2つのサブセットにおけるそれらの発現レベルの比較を示す。図22Bおよび22Cは、いかにナイーブCD4T細胞を、TGF−β1およびIL−6、TGF−β3およびIL−6またはIL−1βおよびIL−6により分化させ、PROCR発現を(図22B)定量的RT−PCR分析により評価し(図22C)、タンパク質発現をフローサイトメトリーにより測定したかを示す。 図22A、22B、および22Cは、PROCRが非病原性Th17細胞中で発現されることを示す一連のグラフである。図22Aは、TGF−β3+IL−6(病原性)またはTGF−β1+IL−6(非病原性)により分化させたTh17細胞についての遺伝子およびそれらの2つのサブセットにおけるそれらの発現レベルの比較を示す。図22Bおよび22Cは、いかにナイーブCD4T細胞を、TGF−β1およびIL−6、TGF−β3およびIL−6またはIL−1βおよびIL−6により分化させ、PROCR発現を(図22B)定量的RT−PCR分析により評価し(図22C)、タンパク質発現をフローサイトメトリーにより測定したかを示す。 図23A、23B、および23Cは、PROCR刺激または発現が、Th17細胞中の一部の病原性シグネチャー遺伝子を損なうことを示す一連のグラフである。図23Aは、インビトロで3日間、活性化プロテインC(aPC)の存在下でTGFβ1およびIL−6により分化させたTh17細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。図23Bは、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入され、Th17条件下で極性化されたナイーブCD4T細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。図23Cは、インビトロで3日間、TGFβ1およびIL−6により分化させたEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのTh17細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。 図23A、23B、および23Cは、PROCR刺激または発現が、Th17細胞中の一部の病原性シグネチャー遺伝子を損なうことを示す一連のグラフである。図23Aは、インビトロで3日間、活性化プロテインC(aPC)の存在下でTGFβ1およびIL−6により分化させたTh17細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。図23Bは、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入され、Th17条件下で極性化されたナイーブCD4T細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。図23Cは、インビトロで3日間、TGFβ1およびIL−6により分化させたEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのTh17細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。 図23A、23B、および23Cは、PROCR刺激または発現が、Th17細胞中の一部の病原性シグネチャー遺伝子を損なうことを示す一連のグラフである。図23Aは、インビトロで3日間、活性化プロテインC(aPC)の存在下でTGFβ1およびIL−6により分化させたTh17細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。図23Bは、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR RV)のいずれかにより形質導入され、Th17条件下で極性化されたナイーブCD4T細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。図23Cは、インビトロで3日間、TGFβ1およびIL−6により分化させたEPCRδ/δマウスおよび対照マウスからのTh17細胞中のいくつかの病原性シグネチャー遺伝子のmRNA発現の定量的RT−PCR分析を示す。 図24A、24B、24C、および24Dは、Rorγtが、TGF−β1およびIL−6により極性化されるTh17条件下でPROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図24Aは、RorγtのChIP−Seqを示す。PROCRゲノム領域を示す。図24Bは、いかにTh17細胞中のProcrプロモーターへのRorγtの結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)により評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞からの消化クロマチンおよび抗Rorγt抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図24Cは、いかにRorγt−/−マウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下ならびにTh0条件下(サイトカインなし)で極性化させ、PROCR発現を3日目にフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図24Dは、いかにTh17条件下で極性化させたナイーブCD4+T細胞を、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはRorγt発現レトロウイルス(RorγtRV)のいずれかにより形質導入したかを示す。PROCR mRNA発現を定量的RT−PCR分析により計測し、PROCRタンパク質発現をフローサイトメトリーにより評価した。 図24A、24B、24C、および24Dは、Rorγtが、TGF−β1およびIL−6により極性化されるTh17条件下でPROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図24Aは、RorγtのChIP−Seqを示す。PROCRゲノム領域を示す。図24Bは、いかにTh17細胞中のProcrプロモーターへのRorγtの結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)により評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞からの消化クロマチンおよび抗Rorγt抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図24Cは、いかにRorγt−/−マウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下ならびにTh0条件下(サイトカインなし)で極性化させ、PROCR発現を3日目にフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図24Dは、いかにTh17条件下で極性化させたナイーブCD4+T細胞を、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはRorγt発現レトロウイルス(RorγtRV)のいずれかにより形質導入したかを示す。PROCR mRNA発現を定量的RT−PCR分析により計測し、PROCRタンパク質発現をフローサイトメトリーにより評価した。 図24A、24B、24C、および24Dは、Rorγtが、TGF−β1およびIL−6により極性化されるTh17条件下でPROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図24Aは、RorγtのChIP−Seqを示す。PROCRゲノム領域を示す。図24Bは、いかにTh17細胞中のProcrプロモーターへのRorγtの結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)により評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞からの消化クロマチンおよび抗Rorγt抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図24Cは、いかにRorγt−/−マウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下ならびにTh0条件下(サイトカインなし)で極性化させ、PROCR発現を3日目にフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図24Dは、いかにTh17条件下で極性化させたナイーブCD4+T細胞を、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはRorγt発現レトロウイルス(RorγtRV)のいずれかにより形質導入したかを示す。PROCR mRNA発現を定量的RT−PCR分析により計測し、PROCRタンパク質発現をフローサイトメトリーにより評価した。 図24A、24B、24C、および24Dは、Rorγtが、TGF−β1およびIL−6により極性化されるTh17条件下でPROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図24Aは、RorγtのChIP−Seqを示す。PROCRゲノム領域を示す。図24Bは、いかにTh17細胞中のProcrプロモーターへのRorγtの結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)により評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞からの消化クロマチンおよび抗Rorγt抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図24Cは、いかにRorγt−/−マウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下ならびにTh0条件下(サイトカインなし)で極性化させ、PROCR発現を3日目にフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図24Dは、いかにTh17条件下で極性化させたナイーブCD4+T細胞を、3日間、GFP対照レトロウイルス(対照RV)またはRorγt発現レトロウイルス(RorγtRV)のいずれかにより形質導入したかを示す。PROCR mRNA発現を定量的RT−PCR分析により計測し、PROCRタンパク質発現をフローサイトメトリーにより評価した。 図25A、25B、および25Cは、IRF4およびSTAT3が、Procrプロモーターに結合し、PROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図25Aは、いかにProcrプロモーターへのIRF4またはSTAT3の結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)−PCRにより評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞から消化クロマチンおよび抗IRF4または抗STAT3抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図25Bは、いかにCd4CreSTAT3fl/flマウス(STAT3KO)および対照マウス(WT)からのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1とIL−6によるTh17条件下で、およびサイトカインなしのTh0条件下で極性化させたかを示す。3日目、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図25Cは、いかにCd4CreIRF4fl/flマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で、ならびにサイトカインなしのTh0条件下で極性化させたかを示す。3日目、PROCR発現をフローサイトメトリーにより測定した。 図25A、25B、および25Cは、IRF4およびSTAT3が、Procrプロモーターに結合し、PROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図25Aは、いかにProcrプロモーターへのIRF4またはSTAT3の結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)−PCRにより評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞から消化クロマチンおよび抗IRF4または抗STAT3抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図25Bは、いかにCd4CreSTAT3fl/flマウス(STAT3KO)および対照マウス(WT)からのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1とIL−6によるTh17条件下で、およびサイトカインなしのTh0条件下で極性化させたかを示す。3日目、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図25Cは、いかにCd4CreIRF4fl/flマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で、ならびにサイトカインなしのTh0条件下で極性化させたかを示す。3日目、PROCR発現をフローサイトメトリーにより測定した。 図25A、25B、および25Cは、IRF4およびSTAT3が、Procrプロモーターに結合し、PROCR発現を誘導することを示す一連のグラフである。図25Aは、いかにProcrプロモーターへのIRF4またはSTAT3の結合を、クロマチン免疫沈降(ChIP)−PCRにより評価したかを示す。ChIPは、Th17細胞から消化クロマチンおよび抗IRF4または抗STAT3抗体を使用して実施した。DNAを定量的RT−PCR分析により分析した。図25Bは、いかにCd4CreSTAT3fl/flマウス(STAT3KO)および対照マウス(WT)からのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1とIL−6によるTh17条件下で、およびサイトカインなしのTh0条件下で極性化させたかを示す。3日目、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図25Cは、いかにCd4CreIRF4fl/flマウスおよび対照マウスからのナイーブCD4+T細胞を、TGF−β1およびIL−6によるTh17条件下で、ならびにサイトカインなしのTh0条件下で極性化させたかを示す。3日目、PROCR発現をフローサイトメトリーにより測定した。 図26A、26B、26C、および26Dは、PROCR欠損がEAE重症度を悪化させることを示す一連のグラフおよび説明である。図26Aは、MOG35−55による免疫化の21日後にEAEマウスから単離されたIL−17およびPROCRを発現するCD4+T細胞の頻度を示す。図26Bは、いかにEAEが、対照レトロウイルス(対照_GFP)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR_RV)により形質導入されたMOG35−55特異的2D2細胞の養子移植により誘導され、Th17細胞に分化されたかを示す。それぞれの群についての平均臨床スコアおよびまとめを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Cは、いかにRag1−/−マウスを、PROCR欠損(EPCRδ/δ→Rag1−/−)またはWT T細胞(WT→Rag1−/−)のいずれかにより再構築し、EAEを誘導するためにMOG35−55により免疫化したかを示す。それぞれの群の平均臨床スコアを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Dは、PROCR調節の模式的表示を示す。Rorγt、IRF4、およびSTAT3は、PROCR発現を誘導する。活性化プロテインCによるPROCRライゲーションは、病原性シグネチャー遺伝子IL−3、CXCL3、CCL4およびPdpの下方調節を誘導し、EAEの病原性を低減させた。 図26A、26B、26C、および26Dは、PROCR欠損がEAE重症度を悪化させることを示す一連のグラフおよび説明である。図26Aは、MOG35−55による免疫化の21日後にEAEマウスから単離されたIL−17およびPROCRを発現するCD4+T細胞の頻度を示す。図26Bは、いかにEAEが、対照レトロウイルス(対照_GFP)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR_RV)により形質導入されたMOG35−55特異的2D2細胞の養子移植により誘導され、Th17細胞に分化されたかを示す。それぞれの群についての平均臨床スコアおよびまとめを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Cは、いかにRag1−/−マウスを、PROCR欠損(EPCRδ/δ→Rag1−/−)またはWT T細胞(WT→Rag1−/−)のいずれかにより再構築し、EAEを誘導するためにMOG35−55により免疫化したかを示す。それぞれの群の平均臨床スコアを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Dは、PROCR調節の模式的表示を示す。Rorγt、IRF4、およびSTAT3は、PROCR発現を誘導する。活性化プロテインCによるPROCRライゲーションは、病原性シグネチャー遺伝子IL−3、CXCL3、CCL4およびPdpの下方調節を誘導し、EAEの病原性を低減させた。 図26A、26B、26C、および26Dは、PROCR欠損がEAE重症度を悪化させることを示す一連のグラフおよび説明である。図26Aは、MOG35−55による免疫化の21日後にEAEマウスから単離されたIL−17およびPROCRを発現するCD4+T細胞の頻度を示す。図26Bは、いかにEAEが、対照レトロウイルス(対照_GFP)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR_RV)により形質導入されたMOG35−55特異的2D2細胞の養子移植により誘導され、Th17細胞に分化されたかを示す。それぞれの群についての平均臨床スコアおよびまとめを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Cは、いかにRag1−/−マウスを、PROCR欠損(EPCRδ/δ→Rag1−/−)またはWT T細胞(WT→Rag1−/−)のいずれかにより再構築し、EAEを誘導するためにMOG35−55により免疫化したかを示す。それぞれの群の平均臨床スコアを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Dは、PROCR調節の模式的表示を示す。Rorγt、IRF4、およびSTAT3は、PROCR発現を誘導する。活性化プロテインCによるPROCRライゲーションは、病原性シグネチャー遺伝子IL−3、CXCL3、CCL4およびPdpの下方調節を誘導し、EAEの病原性を低減させた。 図26A、26B、26C、および26Dは、PROCR欠損がEAE重症度を悪化させることを示す一連のグラフおよび説明である。図26Aは、MOG35−55による免疫化の21日後にEAEマウスから単離されたIL−17およびPROCRを発現するCD4+T細胞の頻度を示す。図26Bは、いかにEAEが、対照レトロウイルス(対照_GFP)またはPROCR発現レトロウイルス(PROCR_RV)により形質導入されたMOG35−55特異的2D2細胞の養子移植により誘導され、Th17細胞に分化されたかを示す。それぞれの群についての平均臨床スコアおよびまとめを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Cは、いかにRag1−/−マウスを、PROCR欠損(EPCRδ/δ→Rag1−/−)またはWT T細胞(WT→Rag1−/−)のいずれかにより再構築し、EAEを誘導するためにMOG35−55により免疫化したかを示す。それぞれの群の平均臨床スコアを示す。結果は、2つの実験の一方の代表物である。図26Dは、PROCR調節の模式的表示を示す。Rorγt、IRF4、およびSTAT3は、PROCR発現を誘導する。活性化プロテインCによるPROCRライゲーションは、病原性シグネチャー遺伝子IL−3、CXCL3、CCL4およびPdpの下方調節を誘導し、EAEの病原性を低減させた。 図27A、27B、および27Cは、FASがTh17分化を促進することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからのナイーブCD4T細胞を、IL−1β、IL−6およびIL−23の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させた。4日目、細胞を(図27A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図27B)IL−17産生をELISAにより評価した。図27Cは、いかにRNAを抽出し、IL17aおよびIl23rのmRNAの発現を定量的PCRにより測定したかを示す。 図27A、27B、および27Cは、FASがTh17分化を促進することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからのナイーブCD4T細胞を、IL−1β、IL−6およびIL−23の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させた。4日目、細胞を(図27A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図27B)IL−17産生をELISAにより評価した。図27Cは、いかにRNAを抽出し、IL17aおよびIl23rのmRNAの発現を定量的PCRにより測定したかを示す。 図27A、27B、および27Cは、FASがTh17分化を促進することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからのナイーブCD4T細胞を、IL−1β、IL−6およびIL−23の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh17細胞に分化させた。4日目、細胞を(図27A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図27B)IL−17産生をELISAにより評価した。図27Cは、いかにRNAを抽出し、IL17aおよびIl23rのmRNAの発現を定量的PCRにより測定したかを示す。 図28A、28B、および28Cは、FASがTh1分化を阻害することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからナイーブCD4T細胞を、IL−12および抗IL−4の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh1細胞に分化させた。4日目、細胞を(図28A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図28B)IFN−γ産生をELISAにより評価した。図28Cは、いかにRNAを抽出し、IfngのmRNA発現を定量的PCRにより測定したかを示す。 図28A、28B、および28Cは、FASがTh1分化を阻害することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからナイーブCD4T細胞を、IL−12および抗IL−4の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh1細胞に分化させた。4日目、細胞を(図28A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図28B)IFN−γ産生をELISAにより評価した。図28Cは、いかにRNAを抽出し、IfngのmRNA発現を定量的PCRにより測定したかを示す。 図28A、28B、および28Cは、FASがTh1分化を阻害することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからナイーブCD4T細胞を、IL−12および抗IL−4の存在下で抗CD3/抗CD28刺激によりTh1細胞に分化させた。4日目、細胞を(図28A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IFN−γおよびIL−17について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図28B)IFN−γ産生をELISAにより評価した。図28Cは、いかにRNAを抽出し、IfngのmRNA発現を定量的PCRにより測定したかを示す。 図29Aおよび29Bは、FASがTreg分化を阻害することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからのナイーブCD4T細胞を、TGF−βの存在下で抗CD3/抗−CD28刺激によりTregに分化させた。4日目、細胞を(図29A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IL−17およびFoxp3について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図29B)IL−10産生をELISAにより評価した。 図29Aおよび29Bは、FASがTreg分化を阻害することを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスからのナイーブCD4T細胞を、TGF−βの存在下で抗CD3/抗−CD28刺激によりTregに分化させた。4日目、細胞を(図29A)PMAおよびイオノマイシンにより4時間刺激し、IL−17およびFoxp3について細胞内染色し、フローサイトメトリーにより分析し、(図29B)IL−10産生をELISAにより評価した。 図30Aおよび30Bは、FAS欠損マウスがEAEに対して抵抗性であることを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスを、100μgのMOG35−55によりCFA中、皮下注射で免疫化し、百日咳毒素を静脈内注射で与えてEAEを誘導した。図30Aは、示されるそれぞれの群の平均臨床スコア±s.e.m.を示す。図30Bは、14日目にいかにCNS浸潤リンパ球を単離し、PMAおよびイオノマイシンにより4時間再刺激し、IL−17、IFN−γ、およびFoxp3について細胞内染色したかを示す。細胞をフローサイトメトリーにより分析した。 図30Aおよび30Bは、FAS欠損マウスがEAEに対して抵抗性であることを示す一連のグラフである。野生型(WT)またはFAS欠損(LPR)マウスを、100μgのMOG35−55によりCFA中、皮下注射で免疫化し、百日咳毒素を静脈内注射で与えてEAEを誘導した。図30Aは、示されるそれぞれの群の平均臨床スコア±s.e.m.を示す。図30Bは、14日目にいかにCNS浸潤リンパ球を単離し、PMAおよびイオノマイシンにより4時間再刺激し、IL−17、IFN−γ、およびFoxp3について細胞内染色したかを示す。細胞をフローサイトメトリーにより分析した。 図31A、31B、31Cおよび31Dは、PROCRがTh17細胞上で発現されることを示す一連のグラフおよび説明である。図31Aは、PROCR、そのリガンドの活性化プロテインCおよびシグナリングアダプターのPAR1の模式的表示を示す。図31Bは、いかにナイーブCD4+T細胞を、示されるTヘルパー細胞系統についての極性化条件下で分化させたかを示す。PROCRの発現を3日目に定量的PCRにより測定した。図31Cは、いかにマウスをEAEのために免疫化し、細胞を疾患のピークにおいて単離し、サイトカイン産生(IL−17)およびPROCR発現をフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図31Dは、いかにナイーブおよびメモリー細胞をWTおよびPROCRd/dマウスから単離し、抗CD3/CD28により刺激したかを示す。ナイーブ細胞を示されるTh17極性化条件下で培養し;メモリー細胞をIL−23の存在下または不存在下で培養した。3日後、上清中のIL−17AレベルをELISAにより分析した。 図31A、31B、31Cおよび31Dは、PROCRがTh17細胞上で発現されることを示す一連のグラフおよび説明である。図31Aは、PROCR、そのリガンドの活性化プロテインCおよびシグナリングアダプターのPAR1の模式的表示を示す。図31Bは、いかにナイーブCD4+T細胞を、示されるTヘルパー細胞系統についての極性化条件下で分化させたかを示す。PROCRの発現を3日目に定量的PCRにより測定した。図31Cは、いかにマウスをEAEのために免疫化し、細胞を疾患のピークにおいて単離し、サイトカイン産生(IL−17)およびPROCR発現をフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図31Dは、いかにナイーブおよびメモリー細胞をWTおよびPROCRd/dマウスから単離し、抗CD3/CD28により刺激したかを示す。ナイーブ細胞を示されるTh17極性化条件下で培養し;メモリー細胞をIL−23の存在下または不存在下で培養した。3日後、上清中のIL−17AレベルをELISAにより分析した。 図31A、31B、31Cおよび31Dは、PROCRがTh17細胞上で発現されることを示す一連のグラフおよび説明である。図31Aは、PROCR、そのリガンドの活性化プロテインCおよびシグナリングアダプターのPAR1の模式的表示を示す。図31Bは、いかにナイーブCD4+T細胞を、示されるTヘルパー細胞系統についての極性化条件下で分化させたかを示す。PROCRの発現を3日目に定量的PCRにより測定した。図31Cは、いかにマウスをEAEのために免疫化し、細胞を疾患のピークにおいて単離し、サイトカイン産生(IL−17)およびPROCR発現をフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図31Dは、いかにナイーブおよびメモリー細胞をWTおよびPROCRd/dマウスから単離し、抗CD3/CD28により刺激したかを示す。ナイーブ細胞を示されるTh17極性化条件下で培養し;メモリー細胞をIL−23の存在下または不存在下で培養した。3日後、上清中のIL−17AレベルをELISAにより分析した。 図31A、31B、31Cおよび31Dは、PROCRがTh17細胞上で発現されることを示す一連のグラフおよび説明である。図31Aは、PROCR、そのリガンドの活性化プロテインCおよびシグナリングアダプターのPAR1の模式的表示を示す。図31Bは、いかにナイーブCD4+T細胞を、示されるTヘルパー細胞系統についての極性化条件下で分化させたかを示す。PROCRの発現を3日目に定量的PCRにより測定した。図31Cは、いかにマウスをEAEのために免疫化し、細胞を疾患のピークにおいて単離し、サイトカイン産生(IL−17)およびPROCR発現をフローサイトメトリーにより分析したかを示す。図31Dは、いかにナイーブおよびメモリー細胞をWTおよびPROCRd/dマウスから単離し、抗CD3/CD28により刺激したかを示す。ナイーブ細胞を示されるTh17極性化条件下で培養し;メモリー細胞をIL−23の存在下または不存在下で培養した。3日後、上清中のIL−17AレベルをELISAにより分析した。 図32A、32B、32Cおよび32Dは、いかにPROCRおよびPD−1発現がTh17病原性に影響するかを示す一連のグラフである。図32Aは、病原性および非病原性Th17細胞のシグネチャー遺伝子を示す。ナイーブCD4+T細胞を、非病原性(TGFβ1+IL−6)または病原性(TGFβ3+IL−6またはIL−β1+IL−6)Th17細胞に分化させ、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図32Bは、いかにナイーブWTまたはPROCRd/d CD4+T細胞を、aPCの存在下または不存在下でTh17極性化条件(TGFβ1+IL−6)下で刺激したかを示す。3つの病原性シグネチャー遺伝子の定量的発現を、3日目に測定した。図32Cは、いかにナイーブ2D2T細胞を、PROCRまたは対照(GFP)をコードするレトロウイルスにより形質導入し、インビトロでTh17細胞に分化させ、ナイーブレシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。図32Dは、いかにナイーブ2D2T細胞を、インビトロでTGFβ1+IL−6+IL−23によりTh17細胞に分化させ、WTまたはPD−L1−/−レシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。 図32A、32B、32Cおよび32Dは、いかにPROCRおよびPD−1発現がTh17病原性に影響するかを示す一連のグラフである。図32Aは、病原性および非病原性Th17細胞のシグネチャー遺伝子を示す。ナイーブCD4+T細胞を、非病原性(TGFβ1+IL−6)または病原性(TGFβ3+IL−6またはIL−β1+IL−6)Th17細胞に分化させ、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図32Bは、いかにナイーブWTまたはPROCRd/d CD4+T細胞を、aPCの存在下または不存在下でTh17極性化条件(TGFβ1+IL−6)下で刺激したかを示す。3つの病原性シグネチャー遺伝子の定量的発現を、3日目に測定した。図32Cは、いかにナイーブ2D2T細胞を、PROCRまたは対照(GFP)をコードするレトロウイルスにより形質導入し、インビトロでTh17細胞に分化させ、ナイーブレシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。図32Dは、いかにナイーブ2D2T細胞を、インビトロでTGFβ1+IL−6+IL−23によりTh17細胞に分化させ、WTまたはPD−L1−/−レシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。 図32A、32B、32Cおよび32Dは、いかにPROCRおよびPD−1発現がTh17病原性に影響するかを示す一連のグラフである。図32Aは、病原性および非病原性Th17細胞のシグネチャー遺伝子を示す。ナイーブCD4+T細胞を、非病原性(TGFβ1+IL−6)または病原性(TGFβ3+IL−6またはIL−β1+IL−6)Th17細胞に分化させ、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図32Bは、いかにナイーブWTまたはPROCRd/d CD4+T細胞を、aPCの存在下または不存在下でTh17極性化条件(TGFβ1+IL−6)下で刺激したかを示す。3つの病原性シグネチャー遺伝子の定量的発現を、3日目に測定した。図32Cは、いかにナイーブ2D2T細胞を、PROCRまたは対照(GFP)をコードするレトロウイルスにより形質導入し、インビトロでTh17細胞に分化させ、ナイーブレシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。図32Dは、いかにナイーブ2D2T細胞を、インビトロでTGFβ1+IL−6+IL−23によりTh17細胞に分化させ、WTまたはPD−L1−/−レシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。 図32A、32B、32Cおよび32Dは、いかにPROCRおよびPD−1発現がTh17病原性に影響するかを示す一連のグラフである。図32Aは、病原性および非病原性Th17細胞のシグネチャー遺伝子を示す。ナイーブCD4+T細胞を、非病原性(TGFβ1+IL−6)または病原性(TGFβ3+IL−6またはIL−β1+IL−6)Th17細胞に分化させ、PROCR発現を定量的PCRにより測定した。図32Bは、いかにナイーブWTまたはPROCRd/d CD4+T細胞を、aPCの存在下または不存在下でTh17極性化条件(TGFβ1+IL−6)下で刺激したかを示す。3つの病原性シグネチャー遺伝子の定量的発現を、3日目に測定した。図32Cは、いかにナイーブ2D2T細胞を、PROCRまたは対照(GFP)をコードするレトロウイルスにより形質導入し、インビトロでTh17細胞に分化させ、ナイーブレシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。図32Dは、いかにナイーブ2D2T細胞を、インビトロでTGFβ1+IL−6+IL−23によりTh17細胞に分化させ、WTまたはPD−L1−/−レシピエント中に移植したかを示す。マウスをEAEについてモニタリングした。 図33Aおよび33Bは、PROCR発現が疲弊T細胞中でエンリッチされることを示す一連のグラフである。図33Aは、いかにC57BL/6またはBalbCマウスにそれぞれB16黒色腫またはCT26結腸癌細胞を移植したかを示す。腫瘍浸潤リンパ球を、腫瘍移植の3週間後に単離し、PD−1およびTim3の発現に基づきソートし、リアルタイムPCRを使用してPROCR発現を分析した。エフェクターメモリー(CD44hiCD62Llo)CD8T細胞を、ナイーブマウスからソートした。図33B)は、いかに抗原特異的CD8T細胞上のPROCR、PD−1およびTim3発現を、示される異なる時点において急性(Armstrong)および慢性(Clone 13)LCMV感染からのFACSにより計測したかを示す。 図33Aおよび33Bは、PROCR発現が疲弊T細胞中でエンリッチされることを示す一連のグラフである。図33Aは、いかにC57BL/6またはBalbCマウスにそれぞれB16黒色腫またはCT26結腸癌細胞を移植したかを示す。腫瘍浸潤リンパ球を、腫瘍移植の3週間後に単離し、PD−1およびTim3の発現に基づきソートし、リアルタイムPCRを使用してPROCR発現を分析した。エフェクターメモリー(CD44hiCD62Llo)CD8T細胞を、ナイーブマウスからソートした。図33B)は、いかに抗原特異的CD8T細胞上のPROCR、PD−1およびTim3発現を、示される異なる時点において急性(Armstrong)および慢性(Clone 13)LCMV感染からのFACSにより計測したかを示す。 PROCR突然変異マウスのB16腫瘍接種を示すグラフである。7週齢の野生型またはPROCR突然変異体(EPCRデルタ)C57BL/6マウスに、5×10個のB16F10黒色腫細胞を接種した。
本発明は、一般に、T細胞バランス、T細胞分化、T細胞維持および/またはT細胞機能を制御する調節ネットワークを同定するための組成物および方法、ならびに種々の治療および/または診断指標においてT細胞バランス、T細胞分化、T細胞維持および/またはT細胞機能を制御する調節ネットワークを利用するための組成物および方法に関する。
本発明は、T細胞バランスをモジュレートするための組成物および方法を提供する。本発明は、T細胞バランスをモジュレートするT細胞モジュレート剤を提供する。例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してT細胞タイプのレベルおよび/またはその間の、例えば、Th17と他のT細胞タイプ、例えば、制御性T細胞(Treg)との間のバランスを調節し、それに影響を与え、そうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。例えば、一部の実施形態において、本発明は、T細胞モジュレート剤およびそれらのT細胞モジュレート剤を使用してTh17活性のレベルおよび/またはそれと炎症潜在性との間のバランスを調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす方法を提供する。本明細書において使用される用語、例えば、「Th17細胞」および/または「Th17表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、インターロイキン17A(IL−17A)、インターロイキン17F(IL−17F)、およびインターロイキン17A/Fヘテロダイマー(IL17−AF)からなる群から選択される1つ以上のサイトカインを発現する分化Tヘルパー細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「Th1細胞」および/または「Th1表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、インターフェロンガンマ(IFNγ)を発現する分化Tヘルパー細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「Th2細胞」および/または「Th2表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、インターロイキン4(IL−4)、インターロイキン5(IL−5)およびインターロイキン13(IL−13)からなる群から選択される1つ以上のサイトカインを発現する分化Tヘルパー細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「Treg細胞」および/または「Treg表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、Foxp3を発現する分化T細胞を指す。
これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してT細胞タイプ間、例えば、Th17と他のT細胞タイプ、例えば、制御性T細胞(Treg)との間のレベルおよび/またはバランスを調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。
本発明は、T細胞分化、例えば、ヘルパーT細胞(Th細胞)分化をモジュレートするための方法および組成物を提供する。本発明は、T細胞維持、例えば、ヘルパーT細胞(Th細胞)維持をモジュレートするための方法および組成物を提供する。本発明は、T細胞機能、例えば、ヘルパーT細胞(Th細胞)機能をモジュレートするための方法および組成物を提供する。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してTh17細胞タイプ間、例えば、病原性および非病原性Th17細胞間のレベルおよび/またはバランスを調節し、それに影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してT細胞の集団の、例えば、規定の病原性区別の有無にかかわらずにTh17細胞表現型に向かう分化、または規定の病原性区別の有無にかかわらずにTh7細胞表現型から離れる分化に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してT細胞の集団の、例えば、規定の病原性区別の有無にかかわらずにTh17細胞表現型に向かう維持、または規定の病原性区別の有無にかかわらずにTh7細胞表現型から離れる維持に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してTh17細胞の集団の、例えば、病原性Th17細胞表現型に向かう分化、もしくは病原性Th17細胞表現型から離れる分化、または非病原性Th17細胞表現型に向かう分化、もしくは非病原性Th17細胞表現型から離れる分化に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してTh17細胞の集団の、例えば、病原性Th17細胞表現型に向かう維持、もしくは病原性Th17細胞表現型から離れる維持、または非病原性Th17細胞表現型に向かう維持、もしくは非病原性Th17細胞表現型から離れる維持に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してT細胞の集団の、例えば、非Th17T細胞サブセットに向かう分化、または非Th17細胞サブセットから離れる分化に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してT細胞の集団の、例えば、非Th17T細胞サブセットに向かう維持、または非Th17細胞サブセットから離れる維持に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。
本明細書において使用される用語、例えば、「病原性Th17細胞」および/または「病原性Th17表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、TGF−β3の存在下で誘導された場合、TGF−β3誘導Th17細胞中での発現のレベルと比較して上昇レベルの、Cxcl3、IL22、IL3、Ccl4、Gzmb、Lrmp、Ccl5、Casp1、Csf2、Ccl3、Tbx21、Icos、IL17r、Stat4、Lgals3およびLagから選択される1つ以上の遺伝子を発現するTh17細胞を指す。本明細書において使用される用語、例えば、「非病原性Th17細胞」および/または「非病原性Th17表現型」ならびにそれらの全ての文法的変形は、TGF−β3の存在下で誘導された場合、TGF−β3誘導Th17細胞中での発現のレベルと比較して減少レベルの、IL6st、IL1rn、Ikzf3、Maf、Ahr、IL9およびIL10から選択される1つ以上の遺伝子を発現するTh17細胞を指す。
これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してT細胞またはT細胞集団の機能および/または生物学的活性に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してヘルパーT細胞またはヘルパーT細胞集団の機能および/または生物学的活性に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用してTh17細胞またはTh17細胞集団の機能および/または生物学的活性に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用して非Th17T細胞または非Th17T細胞集団、例えば、Treg細胞もしくはTreg細胞集団、または別のCD4+T細胞もしくはCD4+T細胞集団などの機能および/または生物学的活性に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。これらの組成物および方法は、T細胞モジュレート剤を使用し、例えば、Th17細胞を異なるサブタイプ、または新たな状態に変換することによりT細胞またはT細胞集団の可塑性に影響を与え、またはそうでなければ影響を及ぼす。
本明細書に提供される方法は、高い時間分解能、新規計算アルゴリズム、および初代T細胞の摂動を実施するための革新的なナノワイヤベースツールにおける転写プロファイリングを組み合わせ、Th17分化を制御する動的調節ネットワークのモデルを体系的に導き、実験的に検証する。例えば、内容が参照により全体として本明細書に組み込まれる、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981参照。このネットワークは、結合作用がTh17と他のCD4+T細胞サブセットとの間のレベルおよび/またはバランスの維持に不可欠であり得る新規調節因子を有する2つの自己強化的であるが相互に拮抗的なモジュールからなる。全体として、71個の調節因子と1,266個の遺伝子と間の9,159個の相互作用が、少なくとも1つのネットワーク中でアクティブであり;71個のうち46個が新規である。本明細書に提供される実施例は、39個の調節因子を同定および検証し、それらを包括的な時間的ネットワーク内に埋め込み、その組織化原理を明らかにし、Th17分化を制御するための新規薬物標的を強調する。
「負のTh17」モジュールは、調節因子、例えば、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3および/またはIRF1を含む。規定のサブタイプのTh17細胞の負の調節因子として作用する転写因子Tsc22d3が、ゲノム上でキーTh17調節因子と共局在化することが見出された。「正のTh17」モジュールは、調節因子、例えば、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、および/またはFASを含む。クロマチン調節因子Minaの摂動は、Foxp3発現を上方調節することが見出され、共活性化因子Pou2af1の摂動は、刺激されたナイーブ細胞中のIFN−γ産生を上方調節させることが見出され、TNF受容体Fasの摂動は、刺激されたナイーブ細胞中のIL−2産生を上方調節することが見出された。3つ全ての因子は、Th17細胞中のIL−17産生も制御する。
免疫系の効率的な協調は、区別される炎症促進性および制御性CD4+ヘルパーT細胞集団の慎重な平衡を要求する。これらのうち、炎症促進性IL−17産生Th17細胞は、細胞外病原体に対する防御における重要な役割を担い、いくつかの自己免疫疾患、例として、乾癬、強直性脊椎炎、多発性硬化症および炎症性腸疾患の誘導にも関与している(例えば、Bettelli,E.,Oukka,M.& Kuchroo,V.K.T(H)−17 cells in the circle of immunity and autoimmunity.Nat Immunol 8,345−350,doi:10.1038/ni0407−345(2007)参照)。ナイーブT細胞からのTh17分化は、インビトロでサイトカインTGF−β1およびIL−6により誘発することができる。TGF−β1は単独で、Foxp3+制御性T細胞(iTreg)を誘導する一方(例えば、Zhou,L.et al.TGF−beta−induced Foxp3 inhibits T(H)17 cell differentiation by antagonizing RORgammat function.Nature 453,236−240,doi:nature06878[pii]10.1038/nature06878(2008)参照)、IL−6の存在はiTregを阻害し、Th17分化を誘導する(Bettelliet al.,Nat Immunol 2007)。
TGF−β1は、Foxp3+誘導Treg(iTreg)の誘導に要求される一方、IL−6の存在は、iTregの生成を阻害し、をTh17分化プログラムを開始させる。このことは、病原性Th17細胞とTreg細胞との間の相互関係が存在し(Bettelli et al.,Nat Immunol 2007)、これは、相互に拮抗的なマスター転写因子(TF)ROR−γt(Th17細胞中)とFoxp3(Treg細胞中)(Zhou et al.,Nature 2008)との間のバランスに依存し得るという仮定を導く。他のサイトカイン組合せ、特に、TGF−β1およびIL−21またはIL−1β、TGF−β3+IL−6、IL−6、およびIL−23も、ROR−γtおよびTh17細胞への分化を誘導することが示されている(Ghoreschi,K.et al.Generation of pathogenic T(H)17 cells in the absence of TGF−beta signaling.Nature 467,967−971,doi:10.1038/nature09447(2010))。最後に、多数のサイトカイン組合せは、Th17細胞を誘導し得るが、IL−23への曝露は、Th17表現型の安定化およびTh17細胞における病原性エフェクター機能の誘導の両方に重要である。
Th17細胞を制御する調節ネットワークについては、ほとんど不明のままである(O’Shea,J.et al.Signal transduction and Th17 cell differentiation.Microbes Infect 11,599−611(2009);Zhou,L.& Littman,D.Transcriptional regulatory networks in Th17 cell differentiation.Curr Opin Immunol 21,146−152(2009))。発生的に、TGF−βはTh17およびiTreg分化の両方に要求されるため、いかにそれらの間のバランスが達成されるかも、いかにIL−6がTh17分化に向けて偏るかも理解されていない(Bettelli et al.,Nat Immunol 2007)。機能的に、いかにTh17細胞の炎症促進状態が免疫抑制サイトカインIL−10により抑制されるかが不明確である(O’Shea et al.,Microbes Infect 2009;Zhou & Littman,Curr Opin Immunol 2009)。最後に、Th17の発生をドライブするキー調節因子および相互作用の多くが、不明のままである(Korn,T.,Bettelli,E.,Oukka,M.& Kuchroo,V.K.IL−17 and Th17 Cells.Annu Rev Immunol 27,485−517,doi:10.1146/annurev.immunol.021908.13271010.1146/annurev.immunol.021908.132710[pii](2009))。
近年の研究は、哺乳動物調節回路を解析するための摂動による結合体系的プロファイリングの能力を実証している(Amit,I.et al.Unbiased reconstruction of a mammalian transcriptional network mediating pathogen responses.Science 326,257−263,doi:10.1126/science.1179050(2009);Novershtern,N.et al.Densely interconnected transcriptional circuits control cell states in human hematopoiesis.Cell 144,296−309,doi:10.1016/j.cell.2011.01.004(2011);Litvak, V. et al.Function of C/EBPdelta in a regulatory circuit that discriminates between transient and persistent TLR4−induced signals.Nat.Immunol.10,437−443,doi:10.1038/ni.1721(2009);Suzuki,H.et al.The transcriptional network that controls growth arrest and differentiation in a human myeloid leukemia cell line.Nat Genet 41,553−562(2009);Amit,I.,Regev,A.& Hacohen,N.Strategies to discover regulatory circuits of the mammalian immune system.Nature reviews.Immunology 11,873−880,doi:10.1038/nri3109 (2011);Chevrier,N.et al.Systematic discovery of TLR signaling components delineates viral−sensing circuits.Cell 147,853−867,doi:10.1016/j.cell.2011.10.022(2011);Garber,M.et al.A High−Throughput Chromatin Immunoprecipitation Approach Reveals Principles of Dynamic Gene Regulation in Mammals.Molecular cell,doi:10.1016/j.molcel.2012.07.030(2012))。これらの研究のほとんどが、1つの「固定」ネットワークを想定する計算回路再構築アルゴリズムに依存している。しかしながら、Th17分化は、数日間に及び、その間に調節ネットワークの要素および配線は変化する可能性が高い。さらに、ナイーブT細胞およびTh17細胞は、インビトロで、それらの表現型も機能も変化させずに慣習的方法により効率的に形質移入することができず、したがって、遺伝子発現を阻害するための摂動方針の効率が制限される。
これらの制限は、本明細書に提示される試験において、転写プロファイリング、新規計算法、およびナノワイヤベースsiRNA送達(Shalek,A.K.et al.Vertical silicon nanowires as a universal platform for delivering biomolecules into living cells.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.107,1870−1875,doi:10.1073/pnas.0909350107(2010)(図1a)を組み合わせてTh17分化の転写ネットワークを構築および検証することにより対処される。分化の間のmRNA発現レベルのゲノムワイドプロファイルを使用し、系を制御する25個の公知の調節因子を自動的に同定し、46個の新規調節をノミネートするTh17分化を制御する動的調節回路のモデルを構築した。ケイ素ナノワイヤを使用してsiRNAをナイーブT細胞中に送達し(Shalek et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2010)、次いで分化の間の2つの時点における代表的な遺伝子シグネチャーに対する29個の候補転写調節因子および10個の候補受容体の転写効果を摂動させ、計測した。このデータを組み合わせることにより、ネットワークの包括的検証モデルを構築した。特に、回路は、Th17発生を抑制または促進する12個の新規検証調節因子を含む。再構築モデルを2つの結合し、拮抗的な高密度に内部接続されたモジュールに組織化し、一方はTh17プログラムを促進し、他方は抑制する。モデルは、機能がノックアウトマウスにおける全般的遺伝子発現、DNA結合プロファイル、またはTh17分化に対する効果をさらに特徴とした12個の新規調節因子を強調する。本明細書に提供される試験は、Th17T細胞サブセットの発生を理解するためのバイアスなしの体系的および機能的アプローチを実証する。
本明細書に提供される方法は、高い時間分解転写時間経過、調節ネットワークを再構築する新規方法、およびT細胞を摂動させるための革新的なナノ技術を組み合わせ、Th17分化についてのネットワークモデルを構築および検証する。このモデルは、3つの連続する、高密度に内部接続されたネットワークからなり、71個の調節因子(46個の新規物)を含み、3つの相における実質的な再配線を示唆する。71個の調節因子は、炎症性腸疾患(Jostins,L.et al.Host−microbe interactions have shaped the genetic architecture of inflammatory bowel disease.Nature 491,119−124,doi:10.1038/nature11582(2012))に遺伝的に関連する遺伝子と有意に重複する(71個のうち11個、p<10−9)。このモデルを基礎とすることにより、127個の推定調節因子(80個の新規物)を体系的にランキングし、上位ランキングのものを実験的に試験した。
Th17調節因子は、2つの緊密に結合し、自己強化的であるが相互に拮抗的なモジュールに組織化されることが見出され、その協調作用は、いかにTh17、Treg、および他のエフェクターT細胞サブセット間のバランスが維持されるか、ならびにいかにTh17細胞の進行性指向性分化が達成されるかを説明し得る。2つのモジュール内には、12個の因子(図4および5)が存在し、これらをさらに特性決定し、因子の4つを強調した(他のものは、図17A、17Bに存在する)。
この検証モデルは、Th17プログラムに正または負に影響を及ぼす少なくとも12個の新規調節因子を強調する(図4および5)。注目すべきことに、これらのおよび公知の調節因子は、2つの緊密に結合している自己強化的であるが相互に拮抗的なモジュールに組織化され、その協調作用は、いかにTh17、Treg、および他のエフェクターT細胞間のバランスが維持されるか、ならびにいかにTh17細胞の進行性指向性分化が達成される一方、他のT細胞サブセットの分化を抑制するかを説明し得る。12個の調節因子のうち4つ、Mina、Fas、Pou2af1、およびTsc22d3の機能を、対応するノックアウトマウスからのT細胞のTh17分化を分析することにより、またはChIP−Seq結合プロファイルによりさらに検証および特性決定した。
T細胞モジュレート剤を使用し、Th17関連摂動に対して応答性の遺伝子として同定されている1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現をモジュレートする。これらの標的遺伝子は、例えば、T細胞、例えば、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、分化T細胞および/またはそれらの組合せを、T細胞モジュレート剤と接触させ、1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現に対する効果(存在する場合)をモニタリングすることにより同定する。一部の実施形態において、1つ以上のシグネチャー遺伝子は、以下に示される表1または表2に列記されるものから選択する。
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一部の実施形態において、標的遺伝子は、表3に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連サイトカインまたは受容体分子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、表4に示されるものから選択される1つ以上のTh17関連転写調節因子である。
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一部の実施形態において、標的遺伝子は、表5に示されるものから選択される1つ以上のTh17関連転写調節因子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、表6に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連受容体分子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、表7に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連キナーゼである。一部の実施形態において、標的遺伝子は、表8に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連シグナリング分子である。一部の実施形態において、標的遺伝子は、表9に列記されるものから選択される1つ以上のTh17関連受容体分子である。
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新規「正のTh17」因子には、亜鉛フィンガーE−ボックス結合ホメオボックス1のZeb1があり、これは初期誘導され、Th17時間経過において持続され(図17a)、多くの公知のキーTh17因子の発現に類似する。Zeb1ノックダウンは、Th17シグネチャーサイトカイン(例として、IL−17A、IL−17F、およびIL−21)およびTF(例として、Rbpj、Maff、およびMina)ならびに後期誘導サイトカインおよび受容体分子遺伝子の発現を減少させる(p<10−4、クラスタC19)。これは、Th17細胞中でROR−γt、BatfおよびStat3により結合され、Stat3ノックアウトマウスからの細胞中で下方調節される(図17a)。興味深いことに、Zeb1は、クロマチン因子Smarca4/Brg1と相互作用して上皮細胞中でE−カドヘリンプロモーターを抑制し、上皮間葉移行を誘導することが公知である(Sanchez−Tillo,E.et al.ZEB1 represses E−cadherin and induces an EMT by recruiting the SWI/SNF chromatin−remodeling protein BRG1.Oncogene 29,3490−3500,doi:10.1038/onc.2010.102(2010))。Smarca4は、3つ全てのネットワークモデルにおける調節因子であり(図2d、e)、「正のモジュール」のメンバーである(図4b)。これは、Th17時間経過において示差的に発現されないが、Batf、Irf4およびStat3(Th17の正の調節因子)によってだけでなくGata3およびStat5(他の系統の正の調節因子、図17a)によっても結合される。Smarca4を含有するクロマチンリモデリング複合体は、ヌクレオソームを置き換え、IFN−γプロモーターにおいてクロマチンをリモデリングし、Th1細胞中のその発現を促進することが公知である(Zhang,F.& Boothby,M.T helper type 1−specific Brg1 recruitment and remodeling of nucleosomes positioned at the IFN−gamma promoter are Stat4 dependent.J.Exp.Med.203,1493−1505,doi:10.1084/jem.20060066(2006))。IL−17aプロモーターの近くに潜在的なSmarca4結合DNA配列も存在する(Matys,V.et al.TRANSFAC:transcriptional regulation,from patterns to profiles.Nucleic Acids Res.31,374−378(2003))。まとめると、このことは、おそらくZeb1との相互作用におけるSmarca4によるクロマチンリモデリングが、Th17細胞を正に調節し、IL−17発現に不可欠であるモデルを示唆する。
逆に、新規「負のTh17」因子には、モデルにおいてROR−γtの調節因子として、ならびにROR−γt、Batf、Irf4、Stat3およびSmarca4の標的として予測される初期誘導遺伝子Sp4がある(図17b)。Sp4ノックダウンは、48時間におけるROR−γt発現の増加、ならびにTh17シグネチャー遺伝子、例として、IL−17、IL−21およびIrf4の発現の増加および他のCD4+細胞のシグネチャー遺伝子、例として、Gata3、Foxp3およびStat4の発現の減少により反映される全体的なより強く、「より清浄な」Th17分化をもたらす。
これらの新規および公知の調節因子は、協調作用してモジュール内およびモジュール間相互作用を編成し、Th17細胞の進行性分化を促進する一方、このサブセットの指向性分化を阻害し、T細胞の他のT細胞サブセットへの分化を促進するモジュールを制限する。例えば、Smarca4およびZeb1のノックダウンは、Minaの減少をもたらす一方(Th17「正の調節因子」間の全ての正の相互作用に起因)、Smarca4またはMinaのノックダウンは、負の交差モジュール相互作用に起因するTsc22d3 31発現の増加をもたらす。RNAseqを使用して示されるとおり、これらの効果は、ネットワーク中の調節因子の発現を超えて拡大し、Th17転写プログラムに全体的に影響する:例えば、Minaのノックダウンは、中期から後期のTh17分化ネットワークの進行に対する実質的な効果を有する。それというのも、この影響される下方調節遺伝子一部が、それぞれの時間的クラスタ(p<10−5、例えば、クラスタC9、C19)に有意に重複するためである。負の調節因子Tsc22d3およびSp4については、逆の傾向が観察される。例えば、転写調節因子Sp4は、Ahr、Batf、ROR−γtなどを含むサイトカインシグナリング(C19;p<10−7)および造血(C20;p<10−3)クラスタを阻害することにより、分化Th17細胞が後期の分化に入るのを抑制する。これらの知見は、Th17分化を支配する複合分子回路の作用の理解における大規模機能摂動試験の能力を強調する。
近年の研究において、Ciofani et al.(Ciofani,M.et al.A Validated Regulatory Network for Th17 Cell Specification.Cell,doi:10.1016/j.cell.2012.09.016(2012))は、公知のキー因子についてのChIPSeqデータならびに野生型およびノックアウトマウスにおける転写プロファイルに基づきTh17調節因子を体系的にランキングした。このネットワークは公知のコアTh17TFに集中した一方、そこに提示される相補アプローチは、生理学的に有意義な状況において多くの遺伝子を摂動させた。このコアTh17ネットワークは、コンピュータにより推定されたモデルと有意に重複することが保証される(図18)。
正および負のモジュール(図4および5)の配線は、Th17プログラムの機能論理の一部を明らかにしないが、直接および間接的相互作用の両方を含む可能性が高い。機能モデルは、DNA結合プロファイル(Glasmacher,E.et al.A Genomic Regulatory Element That Directs Assembly and Function of Immune−Specific AP−1−IRF Complexes.Science,doi:10.1126/science.1228309(2012))またはタンパク質−タンパク質相互作用(Wu,C.,Yosef,N.& Thalhamer,T.SGK1 kinase regulates Th17 cells maintenance through IL−23 signaling pathway.(Submitted))との基礎をなす物理的相互作用を解析するための優れた出発点を提供する。同定された調節因子は、Th17/Tregバランスを調節するため、および病原性Th17を非病原性のものに切り替えるための強力な新たな標的である。
シグネチャー遺伝子の選択のための自動化手順
本発明はまた、種々の治療および/または診断指標において有用な遺伝子シグネチャーを決定する方法を提供する。これらの方法の目的は、目的プロセスに関して情報を与える遺伝子の小さいシグネチャーを選択することである。基本概念は、異なるタイプの情報は、ゲノム全体(>20kの遺伝子)の「スペース」の、関連遺伝子のサブセットへの異なる分類を伴い得ることである。この方針は、シグネチャーサイズに対する制約を考慮し、これらの分類の最良のカバレッジを有するように設計される。例えば、この方針の一部の実施形態において、2つのタイプの情報:(i)時間的発現プロファイル;および(ii)機能的アノテーションが存在する。第1の情報源は、遺伝子を、共発現される遺伝子のセットに分類する。情報源は、遺伝子を、共機能的遺伝子のセットに分類する。次いで、遺伝子の小さいセットを、それぞれのセットからの所望の数の代表物、例えば、それぞれの共発現セットからの少なくとも10個の代表物およびそれぞれの共機能的セットからの少なくとも10個の代表物が存在するように選択する。複数の情報源を用いる作業(ひいては、複数の分類を「被覆」する目的)の問題は、コンピュータ科学の理論において集合被覆として公知である。この問題は最適性に対して解決することができない一方(そのNP困難性に起因)、それは、小倍数内で近似させることができる。一部の実施形態において、それぞれのセットからの代表物の所望数は、1つ以上、少なくとも2つ、5つ以上、10以上、15以上、20以上、25以上、30以上、35以上、40以上、50以上、60以上、70以上、80以上、90以上、または100以上である。
このアプローチの重要な特性は、シグネチャーのサイズ(次いで、それがこの制約下であり得る最良のカバレッジを見出す);またはカバレッジの所望のサイズ(次いで、カバレッジ要求を満たし得る最小のシグネチャーサイズを選択する)を与えることができることである。
この手順の例示的な実施形態は275個の遺伝子シグネチャー(表1)の選択であり、これは分化プログラムの可能な限り多くの局面を反映させるためのいくつかの基準を組み合わせた。以下の要件を定義した:(1)シグネチャーは、Th17マイクロアレイシグネチャーに属するTF(他のCD4+T細胞と比較、例えば、Wei et al.,in Immunity vol.30 155−167(2009))など、本明細書に記載の方法の部参照);ネットワーク中の調節因子として含まれ、少なくともわずかに示差的に発現されるTF;または強力に示差的に発現されるTFの全てを含まなければならず;(2)これは、類似の発現プロファイルを有する遺伝子のそれぞれのクラスタからの少なくとも10個の代表物を含まなければならず;(3)これは、異なるネットワーク中のそれぞれのTFの予測標的からの少なくとも5つの代表物を含有しなければならず;(4)これは、それぞれのエンリッチされた遺伝子オントロジー(GO)カテゴリー(示差的に発現される遺伝子にわたり計算)からの最小数の代表物を含まなければならず;(5)これは、分化プロセスに関連する約100個の遺伝子、例として、示差的に発現されるサイトカイン、受容体分子および他の細胞表面分子の、手作業によりアセンブルされたリストを含まなければならない。これらの異なる基準は実質的な重複を生成し得るため、集合被覆アルゴリズムを使用して5つの条件の全てを満たす遺伝子の最小のサブセットを見出した。マイクロアレイデータにおいて発現が変化(時間で、または処理間で)を示さなかった18個の遺伝子を、このリストに付加した。
シグネチャー遺伝子の使用
本発明は、種々の診断および/または治療指標において使用されるT細胞関連遺伝子シグネチャーを提供する。例えば、本発明は、種々の診断および/または治療指標において有用なTh17関連シグネチャーを提供する。本発明に関する「シグネチャー」は、限定されるものではないが、核酸と、その多型、突然変異物、変異体、改変物、サブユニット、断片、および他の分析物または試料由来計測物を包含する。
例示的なシグネチャーを表1および2に示し、本明細書において、とりわけ、「Th17関連遺伝子」、「Th17関連核酸」、「シグネチャー遺伝子」、または「シグネチャー核酸」と集合的に称する。
これらのシグネチャーは、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能の第1レベルを検出し、検出レベルをシグネチャー遺伝子または遺伝子産物発現、活性および/または機能の対照レベルと比較することにより、対象における免疫応答を診断し、予後診断し、および/または病期分類し、検出レベルおよび対照レベルの差が、対象における免疫応答の存在を示す方法において有用である。
これらのシグネチャーは、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能のレベルを第1の時点において検出し、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能のレベルを第2の時点において検出し、発現、活性および/または機能の第1の検出レベルと、発現、活性および/または機能の第2の検出レベルとを比較することにより、対象における免疫応答をモニタリングし、第1および第2の検出レベルの変化が、対象における免疫応答の変化を示す方法において有用である。
これらのシグネチャーは、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能の検出レベルに基づき、免疫応答のリスクがあり、またはそれを罹患する患者集団を同定する方法において有用である。これらのシグネチャーは、治療または治療法の有効性を決定するための、異常免疫応答のための治療および治療法を受ける対象のモニタリングにも有用である。これらのシグネチャーは、患者が治療または治療法に対して応答性であるか否かを決定するための、異常免疫応答のための治療および治療法を受ける対象のモニタリングにおいても有用である。これらのシグネチャーは、異常免疫応答の症状の治療、その進行の遅延、またはそうでなければその改善において有効である治療法および治療の選択または改変にも有用である。本明細書に提供されるシグネチャーは、治療の選択を容易にする精度での、規定状態の疾患における患者の群の選択に有用である。
本発明は、1つ以上のシグネチャー核酸に結合する検出試薬を有するキットも含む。本発明により、1つ以上のシグネチャー核酸に結合し得る検出試薬、例えば、オリゴヌクレオチドのアレイも提供される。好適な検出試薬としては、キットの形態で一緒に包装されるシグネチャー核酸の一部に相補的な相同核酸配列、例えば、オリゴヌクレオチド配列を有することにより、1つ以上のシグネチャー核酸を特異的に同定する核酸が挙げられる。オリゴヌクレオチドは、シグネチャー遺伝子の断片であり得る。例えば、オリゴヌクレオチドは、200、150、100、50、25、10以下のヌクレオチド長であり得る。キットは、別個の容器中に、またはそれらをマトリックスに結合させるための試薬とともに別個に包装され)、対照配合物(陽性および/または陰性)、および/または検出標識、例えば、とりわけ、フルオレセイン、緑色蛍光タンパク質、ローダミン、シアニン色素、Alexa色素、ルシフェラーゼ、放射性標識を含有し得る。アッセイを実施するための説明書(例えば、印刷物、テープ、VCR、CD−ROMなど)を、キット中に含めることができる。アッセイは、例えば、ノザンハイブリダイゼーションまたはDNAチップまたはサンドイッチELISAまたは当分野において公知の任意の他の方法の形態であり得る。あるいは、キットは、1つ以上の核酸配列を含む核酸基板アレイを含有する。
T細胞モジュレート剤の使用
本明細書に提供される組成物および方法のいずれかにおいて使用される好適なT細胞モジュレート剤としては、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤が挙げられる。非限定的な例として、好適なT細胞モジュレート剤または1つ以上のT細胞モジュレート剤との組合せで使用される薬剤を、以下の表10に示す。
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本発明による治療実体の投与を、改善された移動、送達、忍容性などを提供するために配合物中に取り込まれる好適な担体、賦形剤、および他の薬剤とともの施すことが認識される。複数の適切な配合物を、全ての製薬化学者に公知の処方集に見出すことができる:Remington’s Pharmaceutical Sciences(15th ed,Mack Publishing Company,Easton,PA(1975))、特に、その中のBlaug、SeymourによるChapter 87。これらの配合物としては、例えば、散剤、ペースト剤、軟膏剤、ゼリー剤、ワックス、オイル、脂質、脂質(カチオンまたはアニオン)含有ベシクル(例えば、Lipofectin(商標))、DNAコンジュゲート、無水吸収ペースト剤、水中油型および油中水型エマルション、エマルションカルボワックス(種々の分子量のポリエチレングリコール)、半固体ゲル剤、ならびにカルボワックスを含有する半固体混合物が挙げられる。上記混合物のいずれも、本発明による治療および治療法において適切であり得るが、配合物中の活性成分が配合物により不活性化されず、配合物が投与経路について生理学的に適合性および忍容性であることを条件とする。Baldrick P.“Pharmaceutical excipient development:the need for preclinical guidance.”Regul.Toxicol Pharmacol.32(2):210−8(2000)、Wang W.“Lyophilization and development of solid protein pharmaceuticals.”Int.J.Pharm.203(1−2):1−60(2000)、Charman WN“Lipids,lipophilic drugs,and oral drug delivery−some emerging concepts.”J Pharm Sci.89(8):967−78(2000)、Powell et al.“Compendium of excipients for parenteral formulations”PDA J Pharm Sci Technol.52:238−311(1998)および製薬化学者に周知の配合物、賦形剤および担体に関連する追加の情報についてのそれらの引用も参照。
T細胞モジュレート剤を含む本発明の治療配合物は、免疫関連障害または異常免疫応答に伴う症状を治療または緩和するために使用される。本発明はまた、免疫関連障害または異常免疫応答に伴う症状を治療または緩和する方法を提供する。治療レジメンは、免疫関連障害または異常免疫応答を罹患する(またはそれらを発症するリスクがある)対象、例えば、ヒト患者を、標準的方法を使用して同定することにより実施される。例えば、T細胞モジュレート剤は、自己免疫疾患および/または炎症障害の治療における有用な治療ツールである。ある実施形態において、Th17T細胞分化をモジュレートする、例えば、阻害し、中和し、または干渉するT細胞モジュレート剤の使用が、自己免疫疾患および/または炎症障害の治療に企図される。ある実施形態において、Th17T細胞分化をモジュレートする、例えば、向上させ、または促進するT細胞モジュレート剤の使用は、例えば、ある病原体および他の感染性疾患に対するTh17応答の増強に企図される。T細胞モジュレート剤は、例えば、移植片拒絶を予防し、遅延させ、もしくはそうでなければ軽減させ、および/または移植片の生存を延長させるための種々の移植指標における有用な治療ツールでもある。それというのも、移植片拒絶の一部の症例においてもTh17細胞が重要な役割を担い得ることも示されているためである(例えば、Abadja F,Sarraj B,Ansari MJ.,“Significance of T helper 17 immunity in transplantation.”Curr Opin Organ Transplant.2012 Feb;17(1):8−14.doi:10.1097/MOT.0b013e32834ef4e4参照)。T細胞モジュレート剤は、癌および/または抗腫瘍免疫における有用な治療ツールでもある。それというのも、Th17/Tregバランスはそれらの適用症にも関与しているためである。例えば、一部の研究は、IL−23およびTh17細胞が一部の癌、例えば、非限定的な例として、結腸直腸癌における役割を担うことを示唆している(例えば、Ye J,Livergood RS,Peng G.“The role and regulation of human Th17 cells in tumor immunity.”Am J Pathol.2013 Jan;182(1):10−20.doi:10.1016/j.ajpath.2012.08.041.Epub 2012 Nov 14参照)。T細胞モジュレート剤は、異常Th17細胞産生を呈する遺伝子欠損を有する患者、例えば、Th17細胞を天然に産生しない患者においても有用である。
T細胞モジュレート剤は、自己免疫障害、炎症疾患などに対するワクチンにおいて、および/またはワクチンアジュバントとしても有用である。これらのタイプの障害の治療のためのアジュバントの組合せは、標的化される自己抗原、すなわち、自己免疫に関与する自己抗原、例えば、ミエリン塩基性タンパク質;炎症自己抗原、例えば、アミロイドペプチドタンパク質、または移植抗原、例えば、アロ抗原からの広範な抗原との組合せにおける使用に好適である。抗原は、タンパク質に由来するペプチドまたはポリペプチド、ならびに以下のもの:糖、タンパク質、ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド、自己抗原、アミロイドペプチドタンパク質、移植抗原、アレルゲン、または他の巨大分子要素のいずれかの断片を含み得る。一部の例において、2つ以上の抗原を抗原組成物中に含める。
自己免疫疾患としては、例えば、後天性免疫不全症候群(AIDS、自己免疫要素によるウイルス疾患である)、円形脱毛症、強直性脊椎炎、抗リン脂質抗体症候群、自己免疫性アジソン病、自己免疫性溶血性貧血、自己免疫性肝炎、自己免疫性内耳疾患(AIED)、自己免疫性リンパ球増殖性症候群(ALPS)、自己免疫性血小板減少性紫斑病(ATP)、ベーチェット病、心筋症、セリアック疱疹状皮膚炎;慢性疲労免疫機能不全症候群(CFIDS)、慢性炎症脱髄多発性神経障害(CIPD)、瘢痕性類天疱瘡、寒冷凝集素症、クレスト症候群、クローン病、デゴス病、若年性皮膚筋炎、円板状ループス、本態性混合型クリオグロブリン血症、線維筋痛−線維筋炎、グレーブス病、ギランバレー症候群、橋本甲状腺炎、特発性肺線維症、特発性血小板減少性紫斑病(ITP)、IgA腎症、インスリン依存性糖尿病、若年性慢性関節炎(スティル病)、若年性関節リウマチ、メニエール病、混合型結合組織病、多発性硬化症、重症筋無力症、悪性貧血、結節性多発動脈炎、多発性軟骨炎、多腺性症候群(polyglandular syndrome)、リウマチ性多発筋痛、多発性筋炎および皮膚筋炎、原発性無ガンマグロブリン血症、原発性胆汁性肝硬変、乾癬、乾癬性関節炎、レイノー現象、ライター症候群、リウマチ熱、関節リウマチ、サルコイドーシス、強皮症(進行性全身性硬化症(PSS)、全身性硬化症(SS)としても公知)、シェーグレン症候群、スティフマン症候群、全身性エリテマトーデス、高安動脈炎、側頭動脈炎/巨細胞性動脈炎、潰瘍性大腸炎、ブドウ膜炎、白斑ならびにウェゲナー肉芽腫症が挙げられる。
一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、対象における炎症要素を有する自己免疫疾患、例えば、異常免疫応答の症状の治療、その進行の遅延、またはそうでなければその改善において有用である。一部の実施形態において、T細胞モジュレート剤は、異常Th17応答、例えば、異常IL−17産生に伴うことが公知の自己免疫疾患、例えば、多発性硬化症(MS)、乾癬、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、クローン病、ブドウ膜炎、ループス、強直性脊椎炎、および関節リウマチなどの治療に有用である。
炎症障害としては、例えば、慢性および急性炎症障害が挙げられる。炎症障害の例としては、アルツハイマー病、喘息、アトピー性皮膚炎、アレルギー、アテローム性動脈硬化症、気管支喘息、湿疹、糸球体腎炎、移植片対宿主病、溶血性貧血、骨関節炎、敗血症、卒中、組織および臓器の移植、血管炎、糖尿病性網膜症ならびに人工呼吸器誘発性肺損傷が挙げられる。
これらの免疫関連障害に伴う症状としては、例えば、炎症、発熱、全身倦怠感、発熱、疼痛(炎症部位に局在することが多い)、頻脈、関節疼痛または疼き(関節痛)、呼吸促迫または他の異常呼吸パターン、悪寒、錯乱、見当識障害、興奮、眩暈、咳嗽、呼吸困難、肺感染、心不全、呼吸器不全、浮腫、体重増加、粘液膿性の再発、悪液質、喘鳴、頭痛、および腹部症状、例えば、腹痛、下痢または便秘などが挙げられる。
治療の有効性は、特定の免疫関連障害を診断または治療する任意の公知の方法に関連して決定する。免疫関連障害の1つ以上の症状の緩和は、T細胞モジュレート剤が臨床的利益を付与することを示す。
免疫関連障害または異常免疫応答を罹患する患者へのT細胞モジュレート剤の投与は、種々の実験室または臨床的目的のいずれかが達成される場合、良好とみなされる。例えば、患者へのT細胞モジュレート剤の投与は、免疫関連障害または異常免疫応答に伴う症状の1つ以上が緩和、低減、阻害され、またはさらなる、すなわち、悪化状態に進行しない場合、良好とみなされる。患者へのT細胞モジュレート剤の投与は、免疫関連障害または異常免疫応答が寛解に入り、またはさらなる、すなわち、悪化状態に進行しない場合、良好とみなされる。
T細胞モジュレート剤の治療有効量は、一般に、治療目的を達成するために必要とされる量に関連する。投与すべき要求量は、さらに、T細胞モジュレート剤のその特異的標的の特異性に依存し、投与されるT細胞モジュレート剤が、それが投与される他の対象から自由体積で枯渇される速度にも依存する。
T細胞モジュレート剤は、医薬組成物の形態で、種々の疾患および障害の治療のために投与することができる。このような組成物の調製に関与する原理および考慮、ならびに要素の選択における指針は、例えば、Remington:The Science And Practice Of Pharmacy 19th ed.(Alfonso R.Gennaro,et al.,editors)Mack Pub.Co.,Easton,Pa.:1995;Drug Absorption Enhancement:Concepts,Possibilities,Limitations,And Trends,Harwood Academic Publishers,Langhorne,Pa.,1994;およびPeptide And Protein Drug Delivery(Advances In Parenteral Sciences,Vol.4),1991,M.Dekker,New Yorkに提供される。
ポリペプチドベースのT細胞モジュレート剤を使用する場合、標的に特異的に結合し、治療機能を保持する最小断片が好ましい。このような断片は、化学合成し、および/または組換えDNA技術により産生することができる(例えば、Marasco et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,90:7889−7893(1993)参照)。配合物は、治療される特定の適応症に必要な2つ以上の活性化合物、好ましくは、互いに悪影響を与えない相補的活性を有するものも含有し得る。あるいは、またはさらに、組成物は、その機能を向上させる薬剤、例えば、細胞傷害剤、サイトカイン、化学療法剤、または増殖阻害剤などを含み得る。このような分子は、好適には、意図される目的に有効な量の組合せで存在する。
本明細書に引用される全ての刊行物および特許文献は、それぞれのこのような刊行物または文献が参照により本明細書に組み込まれることを個別具体的に示されるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。刊行物および特許文献の引用は、任意のものが関連する先行技術であるという自白としてでなく、その内容または日付に関するいかなる自白も構成もしないものとして意図される。本発明を目下詳細な説明として記載したが、当業者は、本発明を種々の実施形態において実施することができること、ならびに上記説明および以下の実施例が説明の目的のためであり、以下の特許請求の範囲を限定するものではないことを認識する。
実施された実験および達成された結果を含む以下の実施例を、説明の目的のためにのみ提供し、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
実施例1:材料および方法
手短に述べると、遺伝子発現プロファイルを、18個の時点(0.5時間から72日間)において、Th17条件(IL−6、TGF−β1)または対照(Th0)下で、AffymetrixマイクロアレイHT_MG−430Aを使用して計測した。4つの推論法にわたるコンセンサスを使用して示差的に発現された遺伝子を検出し、自動導出されたkを用いるk平均法を使用して遺伝子をクラスタリングする。時間的調節相互作用を、調節因子の推定標的(例えば、ChIPseqに基づく)と、標的遺伝子のクラスタ(4つのクラスタリングスキームを使用)との間の有意な(p<510−5およびエンリッチメント倍率>1.5)重複を検索することにより推定した。ネットワークベースおよび発現ベース特性を使用して摂動についての候補を辞書的に順序付けした。siRNA送達にSiNWを使用して摂動を行った。これらの方法を以下により詳細に記載する。
マウス:C57BL/6野生型(wt)、Mt−/−、Irf1−/−、Fas−/−、Irf4fl/fl、およびCd4Creマウスを、Jackson Laboratory(Bar Harbor,ME)から入手した。Stat1−/−および129/Sv対照マウスを、Taconic(Hudson、NY)から購入した。IL−12rβ1−/−マウスは、Rush University Medical CenterからDr.Pahan Kalipadaにより提供された。IL−17Ra−/−マウスは、Louisiana State University/University of PittsburghからDr.Jay Kollsにより提供された。Irf8fl/flマウスは、National Institute of HealthからDr.Keiko Ozatoにより提供された。Irf4fl/flおよびIrf8fl/flマウスの両方をCd4Creマウスと交配してCd4Cre×Irf4fl/flおよびCd4Cre×Irf8fl/flマウスを生成した。全ての動物を、Harvard Institute of Medicine in Boston,MAにおける慣用の無菌施設中で飼育および維持した(IUCACプロトコル:0311−031−14(VKK)および0609−058015(AR))。全ての実験を、Harvard Medical Area Standing Committee on Animals at the Harvard Medical School(Boston,MA)により概説される指針に従って実施した。さらに、Mina−/−マウスからの脾臓は、St.Jude Children’s Research HospitalからDr.Mark Bixにより提供された(IACUCプロトコル:453)。Pou2af1−/−マウスを、Dr.Robert Roederの実験室から入手した(Kim,U.et al.The B−cell−specific transcription coactivator OCA−B/OBF−1/Bob−1 is essential for normal production of immunoglobulin isotypes.Nature 383,542−547,doi:10.1038/383542a0(1996))。野生型およびOct−/−胎児肝臓を、E12.5日目に得、亜致死的に放射線を浴びたRag1−/−マウス中に既に記載のとおり移植した(Wang,V.E.,Tantin,D.,Chen,J.& Sharp,P.A.B cell development and immunoglobulin transcription in Oct−1−deficient mice.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.101,2005−2010,doi:10.1073/pnas.0307304101(2004))(IACUCプロトコル:11−09003)。
細胞ソーティングおよびペトリ皿中のインビトロT細胞分化:Cd4+T細胞を、脾臓およびリンパ節から抗CD4マイクロビーズ(Miltenyi Biotech)を使用して精製し、次いで1%のFCSを有するPBS中で、抗Cd4−PerCP、抗Cd62l−APC、および抗Cd44−PE抗体(全てBiolegend,CA)により室温において20分間染色した。
BD FACSAriaセルソーターを使用してナイーブCd4Cd62lhighCd44lowT細胞をソートした。ソートされた細胞を、プレート結合抗Cd3(2μg/ml)および抗Cd28(2μg/ml)によりサイトカインの存在下で活性化させた。Th17分化について:2ng/mLのrhTGF−β1(Miltenyi Biotec)、25ng/mLのrmIl−6(Miltenyi Biotec)、20ng/mlのrmIl−23(Miltenyi Biotec)、および20ng/mlのrmIL−β1(Miltenyi Biotec)。細胞を、0.5〜72時間培養し、RNA、細胞内サイトカイン染色、およびフローサイトメトリーのために回収した。
フローサイトメトリーおよび細胞内サイトカイン染色(ICC):ソートされたナイーブT細胞を、ホルボール12−ミリステート13−アセテート(PMA)(50ng/ml、Sigma−aldrich,MO)、イオノマイシン(1μg/ml、Sigma−aldrich,MO)およびモネンシンを含有するタンパク質輸送阻害剤(Golgistop)(BD Biosciences)により4時間刺激してから抗体による染色により検出した。表面マーカーを1%のFCSを有するPBS中で室温において20分間染色し、次いで、続いて細胞をCytoperm/Cytofix(BD Biosciences)中で固定し、Perm/Wash Buffer(BD Biosciences)により浸透化させ、記載のとおりPerm/Wash緩衝液中で希釈されたBiolegendコンジュゲート抗体、すなわち、Brilliant Violet 650(商標)抗マウスIFN−γ(XMG1.2)およびアロフィコシアニン抗IL−17A(TC11−18H10.1)により染色した(Bettelli,E.et al.Reciprocal developmental pathways for the generation of pathogenic effector TH17 and regulatory T cells.Nature 441,235−238(2006))(図5、図16)。RORγtタンパク質発現の時間経過を計測するため、同様にeBioscience製のフィコエリスリンコンジュゲート抗レチノイド関連オーファン受容体ガンマを使用した(B2D)(図16)。ノックアウトマウスからの細胞についてのFOXP3染色を、eBioscienceによるFOXP3染色キット(00−5523−00)により、その“Onestep protocol for intracellular(nuclear)proteins”に従って実施した。FACS CaliburまたはLSR II(両方ともBD Biosciences)のいずれかを使用してデータを収集し、次いでFlow Joソフトウェア(Treestar)(Awasthi,A.et al.A dominant function for interleukin 27 in generating interleukin 10−producing anti−inflammatory T cells.Nature immunology 8,1380−1389,doi:10.1038/ni1541(2007);Awasthi,A.et al.Cutting edge:IL−23 receptor gfp reporter mice reveal distinct populations of IL−17−producing cells.J Immunol 182,5904−5908,doi:10.4049/jimmunol.0900732(2009))を使用して分析した。
酵素結合免疫吸着アッセイ(ELISA)を使用するサイトカイン分泌の定量:ノックアウトマウスからのナイーブT細胞およびそれらの野生型対照を上記のとおり培養し、それらの上清を72時間後に回収し、サイトカイン濃度をELISA(BD Bioscience製のIL−17およびIL−10についての抗体)により、または示されるサイトカインについてのサイトメトリックビーズアレイ(BD Bioscience)により、製造業者の説明書に従って測定した(図5、図16)。
マイクロアレイデータ:ナイーブT細胞をWTマウスから単離し、IL−6およびTGF−β1により処理した。AffymetrixマイクロアレイHT_MG−430Aを使用して得られたmRNAレベルを18個の異なる時点において計測した((0.5〜72時間;図1b))。さらに、最初にIL−6、TGF−β1により処理され、および48時間後にIL−23を添加された細胞を、5つの時点(50〜72時間)においてプロファイリングした。対照として、Th0条件下で刺激された時間および培養マッチWTナイーブT細胞を使用した。生物学的レプリケートを、18個の時点の8つ(1時間、2時間、10時間、20時間、30時間、42時間、52時間、60時間)で計測し、再現性は高かった(r>0.98)。さらなる検証のため、分化時間経過を、Th17細胞およびナイーブT細胞の公開マイクロアレイデータ(Wei,G.et al.in Immunity Vol.30 155−167(2009))と比較した(図6c)。追加のデータセットにおいて、ナイーブT細胞をWTおよびIl23r−/−マウスから単離し、IL−6、TGF−β1およびIL−23により処理し、4つの異なる時点(49時間、54時間、65時間、72時間)においてプロファイリングした。RMAアルゴリズムとそれに続く分位数正規化(Reich,M.et al.GenePattern 2.0.Nature genetics 38,500−501,doi:10.1038/ng0506−500(2006))を使用して発現データを前処理した。
示差的に発現された遺伝子の検出:示差的に発現された遺伝子(Th0対照と比較)を、4つの方法を使用して見出した:(1)変化倍率。少なくとも2つの時点間の2倍変化(上方または下方)の要求。(2)多項式フィット。時間経過データにおける示差的発現を同定するために設計されたEDGEソフトウェア(Storey,J.,Xiao,W.,Leek,J.,Tompkins,R.& Davis,R.in Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.vol.102 12837(2005);Leek,J.T.,Monsen,E.,Dabney,A.R.& Storey,J.D.EDGE:extraction and analysis of differential gene expression.Bioinformatics 22,507−508,doi:10.1093/bioinformatics/btk005(2006))を使用し、q値の閾値は≦0.01であった。(3)シグモイドフィット。EDGEと類似する一方、時間経過遺伝子発現データのモデリングにより適切なことが多いシグモイド関数により多項式を置き換えるアルゴリズム(Chechik,G.& Koller,D.Timing of gene expression responses to environmental changes.J Comput Biol 16,279−290,doi:10.1089/cmb.2008.13TT10.1089/cmb.2008.13TT[pii](2009))を使用した。≦0.01のq値の閾値。(4)ANOVAを使用した。遺伝子発現を、時間(2つ以上のレプリケートが存在する時点のみ使用)および処理(「TGF−β1+IL−6」または「Th0」)によりモデリングする。モデルは、それぞれの可変部を独立して、およびそれらの相互作用を考慮する。処理パラメータまたは相互作用パラメータにより割り当てられたp値が0.01のFDR閾値をパスしたケースを報告した。
全体として、方法間の実質的な重複(方法の任意のペア間の82%の平均)が観察された。遺伝子の示差的発現スコアを、それを検出した試験の数と定義した。示差的に発現された遺伝子として、示差的発現スコア>3のケースを報告した。
Il23r−/−時間経過(WTのT細胞と比較)について、方法1.3(上記)を使用した。ここで、1.5の変化倍率カットオフを使用し、少なくとも2つの試験により検出された遺伝子を報告した。
クラスタリング:示差的に発現された遺伝子をグルーピングするいくつかの手法を、それらの時間経過発現データに基づき考慮した:(1)それぞれの時点について、2つの群を定義した:Th0細胞に対して(a)過剰発現された全ての遺伝子および(b)過少発現された全ての遺伝子(以下参照);(2)それぞれの時点について、2つの群を定義した:前の時点と比較して(a)誘導された全ての遺伝子および(b)抑制された全ての遺伝子;(3)Th17極性化条件のみを使用するK平均クラスタリング。クラスタ内類似度(クラスタのセントロイドとの平均ピアソン相関)が全てのクラスタについて0.75よりも高くなるように、最小kを使用した;および(4)Th0およびTh17プロファイルの連結を使用するK平均クラスタリング。
方法(1、2)について、遺伝子を含むか否かを決定するため、その元のmRNA発現プロファイル(Th0、Th17)、およびシグモイド関数(Chechik,G.& Koller,D.Timing of gene expression responses to environmental changes.J Comput Biol 16,279−290,doi:10.1089/cmb.2008.13TT10.1089/cmb.2008.13TT[pii](2009))(したがって、一過性の揺らぎをフィルタリングする)としてのそれらの近似値を考慮した。変化倍率レベル(Th0(方法1)または前の時点(方法2)と比較)は、以下の3つの値の最小値として定義されるカットオフをパスすることを要求された:(1)1.7;(2)全ての時点にわたる変化倍率のヒストグラムの平均+std;または(3)全ての時点にわたる最大変化倍率。図1bに表示されるクラスタは、方法4により得た。
調節ネットワーク推定:Th17分化の潜在的調節因子を、それらの推定標的と、上記方法1〜4に従ってグループピングされた示差的に発現された遺伝子のセットとの間の重複を計算することにより同定した。いくつかの情報源からの調節因子−標的会合をアセンブルした:(1)298個の転写調節因子のインビボDNA結合プロファイル(典型的には、他の細胞中で計測)(Linhart,C.,Halperin,Y.& Shamir,R.Transcription factor and microRNA motif discovery:the Amadeus platform and a compendium of metazoan target sets.Genome research 18,1180−1189,doi:10.1101/gr.076117.108(2008);Zheng,G.et al.ITFP:an integrated platform of mammalian transcription factors.Bioinformatics 24,2416−2417,doi:10.1093/bioinformatics/btn439(2008);Wilson,N.K.et al.Combinatorial transcriptional control in blood stem/progenitor cells:genome−wide analysis of ten major transcriptional regulators.Cell Stem Cell 7,532−544,doi:S1934−5909(10)00440−6[pii]10.1016/j.stem.2010.07.016(2010);Lachmann,A.et al.in Bioinformatics Vol.26 2438−2444(2010);Liberzon,A.et al.Molecular signatures database(MSigDB)3.0.Bioinformatics 27,1739−1740,doi:10.1093/bioinformatics/btr260(2011);Jiang,C.,Xuan,Z.,Zhao,F.& Zhang,M.TRED:a transcriptional regulatory element database,new entries and other development.Nucleic Acids Res 35,D137−140(2007));(2)11個の調節タンパク質のノックアウトに対する転写応答(Awasthi et al.,J.Immunol 2009;Schraml,B.U.et al.The AP−1 transcription factor Batf controls T(H)17 differentiation.Nature 460,405−409,doi:nature08114[pii]10.1038/nature08114(2009);Shi,L.Z.et al.HIF1alpha−dependent glycolytic pathway orchestrates a metabolic checkpoint for the differentiation of TH17 and Treg cells.The Journal of experimental medicine 208,1367−1376,doi:10.1084/jem.20110278(2011);Yang,X.P.et al.Opposing regulation of the locus encoding IL−17 through direct,reciprocal actions of STAT3 and STAT5.Nature immunology 12,247−254,doi:10.1038/ni.1995(2011);Durant,L.et al.Diverse Targets of the Transcription Factor STAT3 Contribute to T Cell Pathogenicity and Homeostasis.Immunity 32,605−615,doi:10.1016/j.immuni.2010.05.003(2010);Jux,B.,Kadow,S.& Esser,C.Langerhans cell maturation and contact hypersensitivity are impaired in aryl hydrocarbon receptor−null mice.Journal of immunology(Baltimore,Md.:1950)182,6709−6717,doi:10.4049/jimmunol.0713344(2009);Amit,I.et al.Unbiased reconstruction of a mammalian transcriptional network mediating pathogen responses.Science 326,257−263,doi:10.1126/science.1179050(2009);Xiao,S.et al.Retinoic acid increases Foxp3+regulatory T cells and inhibits development of Th17 cells by enhancing TGF−beta−driven Smad3 signaling and inhibiting IL−6 and IL−23 receptor expression.J Immunol 181,2277−2284,doi:181/4/2277[pii](2008));(3)Ontogenetアルゴリズム(Jojic et al.、審査中;利用可能な調節モデル:を、マウスの自然および適応免疫系からの159個の細胞サブセットからの484個のマイクロアレイ試料を含むマウスImmGenコンソーシアムからのデータ(2010年1月公開(Heng,T.S.& Painter,M.W.The Immunological Genome Project:networks of gene expression in immune cells.Nature immunology 9,1091−1094,doi:10.1038/ni1008−1091(2008))に適用することにより得られた追加の潜在的相互作用;(4)プロモーター領域中のシス調節因子エンリッチメントの統計分析(Elkon,R.,Linhart,C.,Sharan,R.,Shamir,R.& Shiloh,Y.in Genome Research Vol.13 773−780(2003);Odabasioglu,A.,Celik,M.& Pileggi,L.T.in Proceedings of the 1997 IEEE/ACM international conference on Computer−aided design 58−65(IEEE Computer Society,San Jose,California,United States,1997));および(5)IPAソフトウェアのTFエンリッチメントモジュール。データベース中のそれぞれのTFについて、フィッシャーの正確検定を使用するその推定標的と上記定義の群のそれぞれとの間の重複の統計的有意性を計算した。p<510−5およびエンリッチメント倍率>1.5のケースを含めた。
調節ネットワーク中のそれぞれのエッジに、そのそれぞれの調節因子および標的ノードの発現プロファイルに基づきタイムスタンプを割り当てた。標的ノードについて、遺伝子が示差的に発現され、または前の時点(上記グルーピング法1および2と同様)に対して有意に誘導もしくは抑制されたタイムスタンプを考慮した。調節因子ノードを、(i)それがTh0と比較して過少発現された場合;または(ii)発現が低く(時間における最大値の<20%)、遺伝子がTh0と比較して過剰発現されなかった場合;または(iii)時間におけるこの時点まで、遺伝子が100の最小発現値を超えて発現されなかった場合、所与の時点において「不存在」と定義した。追加の制約として、Schwanhauesser,B.et al.(Global quantification of mammalian gene expression control.Nature 473,337−342,doi:10.1038/nature10098(2011))からのモデルを使用し、時間的発現プロファイルの連続表示のためのシグモイドフィット(Chechik & Koller,J Comput Biol 2009)、およびタンパク質半減期の推定のためのProtParamソフトウェア(Wilkins,M.R.et al.Protein identification and analysis tools in the ExPASy server.Methods Mol.Biol.112,531−552(1999))を使用してタンパク質発現レベルを推定した。所与の時点において、予測タンパク質レベルは、時間経過の間に到達される最大値を1.7倍以上で下回り、Th0レベルを1.7倍未満で下回らないことが要求された。時点規定グルーピング(上記グルーピング法1および2)に基づき推定されたエッジに割り当てられたタイミングを、その規定時点に限定した。例えば、エッジを1時間において誘導された遺伝子のセットのエンリッチメントに基づき推定した場合(グルーピング法#2)、それに「1時間」のタイムスタンプを割り当てる。次いで、この同一エッジは、それが追加の試験により明らかにされた場合、追加のタイムスタンプのみを有し得る。
Nanostringシグネチャー遺伝子の選択:275個の遺伝子シグネチャー(表1)の選択は、可能な限り多くの分化プログラムの局面を反映するためのいくつかの基準を組み合わせた。以下の要件を定義した:(1)シグネチャーは、Th17マイクロアレイシグネチャーに属するTF(他のCD4+T細胞と比較(Wei et al.,in Immunity vol.30 155−167(2009))、本明細書に記載の方法の部参照);ネットワーク中の調節因子として含まれ、示差的発現スコア>1を有するTF;または強力に示差的に発現されるTF(示差的発現スコア=4)の全てを含まなければならず;(2)これは、類似の発現プロファイルを有する遺伝子のそれぞれのクラスタからの少なくとも10個の代表物を含まなければならず(上記クラスタリング法(4)を使用);(3)これは、異なるネットワーク中のそれぞれのTFの予測標的からの少なくとも5つの代表物を含有しなければならず;(4)これは、それぞれのエンリッチされた遺伝子オントロジー(GO)カテゴリー(全ての示差的に発現される遺伝子にわたり計算)の最小数の代表物を含まなければならず;(5)これは、分化プロセスに関連する約100個の遺伝子、例として、示差的に発現されるサイトカイン、受容体分子および他の細胞表面分子の手作業によりアセンブルされたリストを含まなければならない。これらの異なる基準は実質的な重複を生成し得るため、集合被覆アルゴリズムを使用して5つの条件の全てを満たす遺伝子の最小サブセットを見出した。このリストに、マイクロアレイデータにおいて発現が変化を示さなかった(時間で、または処理間で)18個の遺伝子を付加した。
85個の遺伝子シグネチャー(Fluidigm BioMark qPCRアッセイに使用)は、275個の遺伝子シグネチャーのサブセットであり、記載の全てのキー調節因子およびサイトカインを含むように選択される。このリストに、10個の対照遺伝子(2900064A13RIK、API5、CAND1、CSNK1A1、EIF3E、EIF3H、FIP1L1、GOLGA3、HSBP1、KHDRBS1、MED24、MKLN1、PCBP2、SLC6A6、SUFU、TMED7、UBE3A、ZFP410)を付加した。
摂動標的の選択:バイアスなしのアプローチを使用してTh17分化の候補調節因子(転写因子またはクロマチン修飾因子遺伝子)をランキングした。このランキングは、以下の特性に基づいた:(a)調節因子をコードする遺伝子がTh17マイクロアレイシグネチャーに属したか否か(他のCD4+T細胞と比較(Wei et al.,in Immunity vol.30 155−167(2009))、本明細書に記載の方法参照);(b)調節因子がキーTh17分子(IL−17、lL−21、IL23r、およびROR−γt)を標的化することを予測されたか否か;(c)調節因子が、IPAソフトウェアからの摂動および物理的結合データの両方に基づき検出されたか否か;(d)調節因子が、少なくとも10個の標的遺伝子のカットオフを使用してネットワーク中に含まれたか否か;(e)調節因子をコードする遺伝子が、Th17時間経過において有意に誘導されたか否か。誘導が4時間後に起きたケースのみを考慮して非特異的ヒットを除外した;(f)調節因子をコードする遺伝子が、前の試験におけるTh17関連摂動に応答して示差的に発現されたか否か。この基準について、摂動されたTh17細胞における転写効果のデータベースをアセンブルした、例として:Batf(Schraml et al.,Nature 2009)、ROR−γt(Xiao et al.、未公開)、Hif1a(Shi et al.,J.Exp.Med.(2011))、Stat3およびStat5(Yang et al.,Nature Immunol(2011);Durant,L.et al.in Immunity Vol.32 605−615(2010)、Tbx21(Awasthi et al.、未公開)、IL23r(本試験)、ならびにAhr(Jux et al.,J.Immunol 2009))のノックアウト。ジゴキシン(Huh,J.R.et al.Digoxin and its derivatives suppress TH17 cell differentiation by antagonizing RORgammat activity.Nature 472,486−490,doi:10.1038/nature09978(2011))およびハロフジノン(Sundrud,M.S.et al.Halofuginone inhibits TH17 cell differentiation by activating the amino acid starvation response.Science(New York,N.Y.)324,1334−1338,doi:10.1126/science.1172638(2009))に対するTh17応答からのデータ、ならびにChIP−seqデータ(Xiao et al.、未公開)から推定されるROR−γtによる直接結合に関する情報も含めた。公開発現データセットの分析を、本明細書に記載の方法の部に記載する。それぞれの調節因子について、それが有意ヒット(上方/下方調節または結合)として現れた条件の数をカウントし;2から3ヒット(10個のビンのうち分位数3から7)を有する調節因子について、次いで1のスコアを割り当て;3を超えるヒット(分位数8〜10)を有する調節因子について、2のスコアを割り当てる(そうでなければ0のスコアを割り当てる);ならびに(g)Th17時間経過における遺伝子の示差的発現スコア。
調節因子を、上記特性により順序:a、b、c、d、(eおよびfの合計)、gに従って辞書的に順序付けた(すなわち、aに従って最初のソート、次いでbに従って同順位解消、など)。少なくとも1つの時点の間に過剰発現されない遺伝子を除外した。例外として、追加の外部検証(特性f)を有する予測調節因子(特性d)を保持した。このランキングを検証するため、教師あり検定を使用した:Th17分化に既に関連した74個の調節因子を、手作業によりアノテートした。特性の全ては、それらの調節因子に高度に特異的である(p<10−3)。さらに、教師あり学習法(Naive Bayes)を使用して、特性は、アノテートされた調節因子についての良好な予測能力を提供し(71%の精度、5倍交差検証を使用)、得られたランキングは、教師なしの辞書的順序付けと高度に相関した(スピアマン相関>0.86)。
この方針をタンパク質受容体のランキングに適合させた。この目的のため、特性cを除外し、残りの「タンパク質レベル」特性(bおよびd)を以下の定義により置き換えた:(b)それぞれのリガンドが、Th17時間経過の間に誘導されるか否か;および(d)受容体が、少なくとも5つの標的化転写調節因子のカットオフを使用してネットワーク中に標的として含まれたか否か。
ケイ素ナノワイヤを使用する遺伝子ノックダウン:4×4mmケイ素ナノワイヤ(NW)基体を調製し、既に記載のとおり96ウェル組織培養プレート中で3μLの50μMプールの4つのsiGENOME siRNA(Dharmcon)によりコートした(Shalek,A.K.et al.Vertical silicon nanowires as a universal platform for delivering biomolecules into living cells.Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107,1870−1875,doi:10.1073/pnas.0909350107(2010))。手短に述べると、150,000個のナイーブT細胞を10μLの完全培地中でsiRNA付きNW上で播種し、細胞培養インキュベーター(37℃、5%CO)中に置いて45分間沈降させてから完全に培地添加した。これらの試料を24時間静置して標的転写物のノックダウンを可能とした。この後、siRNA形質移入T細胞を、αCd3/Cd28dynabeads(Invitrogen)により、製造業者の推奨に従ってTh17極性化条件(TGF−β1およびIL−6、上記)下で活性化させた。活性化の10または48時間後、培養培地をそれぞれのウェルから除去し、試料を100μLのPBSにより穏やかに洗浄してから2−メルカプトエタノール(1:100容量基準)が補給された20μLの緩衝液TCL(Qiagen)中で溶解させた。mRNAをTurbocaptureプレート(Qiagen)中で回収した後、Sensiscript RT酵素(Qiagen)を使用してcDNAに変換し、既に記載のとおりqRT−PCRを使用して8〜12個の非標的化siRNA対照試料に対するノックダウンレベルおよび表現型変化の両方を検証した(Chevrier,N.et al.Systematic discovery of TLR signaling components delineates viral−sensing circuits.Cell 147,853−867,doi:10.1016/j.cell.2011.10.022(2011))。標的mRNAの60%の低減を、ノックダウン閾値として使用した。それぞれのノックダウン実験において、それぞれの個々のsiRNAプールを四重でランさせ;それぞれのsiRNAを少なくとも3つの別個の実験において試験した(図11)。
摂動アッセイにおけるmRNA計測:Geiss et al.(Geiss,G.K.et al.Direct multiplexed measurement of gene expression with color−coded probe pairs.SI.Nature Biotechnology 26,317−325,doi:10.1038/nbt1385(2008))において完全に提示されるnCounterシステムを使用し、上記のとおり選択された合計293個の遺伝子を検出するために構築されたカスタムCodeSetを計測した。Fluidigm BioMark HDシステムを使用して96個の遺伝子の最小セットも計測した。最後にRNA−Seqを使用して摂動物の12個を追跡および検証した。
上記のとおり選択された合計293個の遺伝子を検出するために構築されたカスタムCodeSetを、時間経過の間に発現が影響を受けないままの18個の対照遺伝子を含め、使用した。それぞれのNWノックダウンに由来するインプットmRNAの希少性を考慮し、Nanostring−CodeSet特異的な14サイクルの特異的標的増幅(Specific Target Amplification)(STA)プロトコルを製造業者の推奨に従って5μLのTaqMan PreAmp Master Mix(Invitrogen)および1μLのプールされた混合プライマー(それぞれ500nM、プライマー配列については表S6.1参照)を検証されるノックダウンからの5μLのcDNAに添加することにより実施した。増幅後、5μLの増幅cDNA産物を95℃において2分間融解させ、氷上でスナップ冷却し、次いでCodeSetと65℃において16時間ハイブリダイズさせた。最後に、ハイブリダイズされた試料をnCounterプレップステーション中にロードし、nCounter Digital Analyzerを使用して製造業者の説明書に従って産物カウントを定量した。増幅後に濃縮されすぎた試料を希釈し、再度ランさせた。全脾臓およびTh17極性化cDNAの段階希釈物(1:1、1:4、1:16、および1:64、プレSTA)を使用して異なる量の出発インプット材料の効果を制御し、試料増幅のバイアスを確認した。
Nanostring nCounterデータ分析:それぞれの試料について、カウント値を、マイクロアレイデータにおいて変化を示さない(時間で、または処理間で)対照遺伝子(18個の遺伝子全部)のセットに割り当てられたカウントの合計により除した。それぞれの条件について、変化倍率比を計算し、非標的化(NT)siRNAにより処理された少なくとも3つの異なる対照試料と比較した。次いで、全てのペアワイズ比較(すなわち、A条件の繰り返しおよびB対照(NT)試料についてのA×Bペア)の結果を一緒にプールし:半数を超えるペアワイズ比較における同一方向(上方/下方調節)の実質的な変化倍率(閾値tを上回る)が要求された。閾値tをmax{d1、d2}として決定し、d1は、マッチングNT試料の全てのペア間の絶対対数変化倍率の平均+stdであり(すなわち、同一バッチおよび同一時点を形成し;d1=1.66)、d2は、18個の対照遺伝子により示される絶対対数変化倍率の平均+標準偏差の1.645倍である(18×A×B値の全てを考慮することによりそれぞれの比較について別個に決定し;正規性の仮定のもとp=0.05に対応する)。NTおよびノックダウン試料の両方が正規化前に低いカウント(<100)を有した全てのペアワイズ比較を無視した。
並べ替え検定を使用し、予測ネットワークモデル(図2)とNanostring nCounterにおいて計測されたノックダウン効果(図4、図10)との間の重複を評価した。2つの指標を、予測標的が利用可能であるそれぞれのTFについて計算した:(i)特異度(それぞれのノックダウンにより影響される予測標的の割合(nCounterにより計測される遺伝子のみを考慮))、および(ii)感度(モデルにおけるその予測標的でもある所与のTFノックダウンにより影響される遺伝子の割合)。循環性を回避するため、ノックアウト単独に基づき元のネットワークにおいて予測される標的遺伝子をこの分析から排除した。得られた値(平均でそれぞれ13.5%および24.8%)をFスコア(特異度および感度の調和平均)に組み合せた。次いで、Fスコアの計算を500個のランダム化データセットにおいて繰り返し、ノックダウン結果マトリックス中の標的遺伝子ラベルをシャッフルした。報告される実験的p値は以下である:
P=(1+#同等のより良好なFスコアを有するランダム化データセット)/(1+#ランダム化データセット)
Fluidigm BioMark HDに基づくmRNA計測:検証されたノックダウンからのcDNAを、Fluidigm BioMark HDに基づく定量のために調製した。手短に述べると、5μLのTaqMan PreAmp Master Mix(Invitrogen)、1μLのプールされた混合プライマー(それぞれ500nM、プライマーについての表S6.1参照)、および1.5μLの水を、2.5μLのノックダウン検証cDNAに添加し、14サイクルのSTAを製造業者の推奨に従って実施した。STA後、Exonuclease I消化(New England Biosystems)を実施し、0.8μLのExonuclease I、0.4μLのExonuclease I Reaction Bufferおよび2.8μLの水をそれぞれの試料に添加し、次いで試料をボルテックスにかけ、遠心分離し、試料を37℃に30分間加熱することにより取り込まれないプライマーを除去した。15分間の80℃熱不活化後、増幅試料をBuffer TE中で1:5に希釈した。次いで、EvaGreenおよび96×96遺伝子発現チップ(Fluidigm BioMark HD)(Dalerba,P.et al.Single−cell dissection of transcriptional heterogeneity in human colon tumors.Nat Biotechnol 29,1120−1127,doi:10.1038/nbt.2038(2011))を使用して増幅検証ノックダウンならびに全脾臓およびTh17段階希釈対照(1:1、1:4、1:16、および1:64、プレSTA)を分析した。
Fluidigmデータ分析:それぞれの試料について、Ct値を、4つのハウスキーピング遺伝子のセットに割り当てられたCt値の幾何平均から引いた。それぞれの条件について、変化倍率比を計算し、非標的化(NT)siRNAにより処理された少なくとも3つの異なる対照試料と比較した。次いで、全てのペアワイズ比較(すなわち、A条件の繰り返しおよびB対照(NT)試料についてのA×Bペア)の結果を一緒にプールし:半数を超えるペアワイズ比較における同一方向(上方/下方調節)の正規化Ct値間の実質的な差(閾値tを上回る)が要求された。閾値tをmax{log2(1.5)、d1(b)、d2}として決定し、d1(b)は、発現分位数b(1<=b<=10)の全ての遺伝子にわたるマッチングNT試料(すなわち、同一バッチおよび同一時点から)の全てのペア間の差分の平均+stdである。d2は、10個の対照遺伝子(4つのハウスキーピング遺伝子とNanostringシグネチャーからの6つの対照遺伝子)により示される差分の平均+標準偏差の1.645倍であり;d2は、全ての10×A×B値を考慮することによりそれぞれの比較について別個に決定し、正規性の仮定のもとp=0.05に対応する)。NTおよびノックダウン試料の両方が正規化前に低いカウント(Ct<21(増幅を考慮し、このカットオフは、慣用の35のCtカットオフに対応する))を有する全てのペアワイズ比較を無視した。
RNA−Seqを使用するmRNA計測:NEBNext mRNA Second Strand Synthesis Module(New England BioLabs)を使用し、製造業者の推奨に従ってNW媒介ノックダウンからの検証一本鎖cDNAを二本鎖DNAに変換した。次いで、0.9×SPRIビーズ(Beckman Coulter)を使用して試料を清浄した。Nextera XT DNA Sample Prep Kit(Illumina)を使用してライブラリーを調製し、定量し、プールし、次いでHiSeq 2500(Illumnia)により平均深度20Mリードで配列決定した。
RNA−seqデータ分析:UCSC公知遺伝子トランスクリプトーム(Fujita,P.A.et al.The UCSC Genome Browser database:update 2011.Nucleic Acids Res.39,D876−882,doi:10.1093/nar/gkq963(2011))に基づくBowtieインデックスを作出し、Bowtie(Langmead,B.,Trapnell,C.,Pop,M.& Salzberg,S.L.Ultrafast and memory−efficient alignment of short DNA sequences to the human genome.Genome Biol 10,R25,doi:10.1186/gb−2009−10−3−r25(2009))を使用してペアエンドリードをこのインデックスに直接アラインした。次に、RSEM v1.11(Li,B.& Dewey,C.N.RSEM:accurate transcript quantification from RNA−Seq data with or without a reference genome.BMC Bioinformatics 12,323,doi:10.1186/1471−2105−12−323(2011))を、これらのアラインメントに対してデフォルトパラメータで実行して発現レベルを推定した。RSEM遺伝子レベル発現推定値(タウ)に1,000,000を乗じてそれぞれの遺伝子についての百万単位の転写物(TPM)推定値を得た。分位数正規化を使用して試料のそれぞれのバッチ内のTPM値をさらに正規化した。それぞれの条件について、変化倍率比を計算し、非標的化(NT)siRNAにより処理された少なくとも2つの異なる対照試料と比較した。次いで、全てのペアワイズ比較(すなわち、A条件の繰り返しおよびB対照(NT)試料についてのA×Bペア)の結果を一緒にプールし:半数を超えるペアワイズ比較における同一方向(上方/下方調節)のTPM値間の有意差が要求された。有意カットオフtをmax{log2(1.5)、d1(b)}として決定し、d1(b)は、発現分位数b(1<=b<=20)の全ての遺伝子にわたるマッチングNT試料(すなわち、同一バッチおよび同一時点から)の全てのペア間の対数倍率比の平均+1.645stdである。NTおよびノックダウン試料の両方が低いカウント(TPM<10)を有する全てのペアワイズ比較を無視した。低い発現値に起因する誤った倍率レベルを回避するため、それぞれのバッチにおける全てのTPM値の(10個のうちの)第1の分位数の値に設定された小さい定数を発現値に付加した。
超幾何検定を使用し、予測ネットワークモデル(図2)とRNA−seqにおいて計測されたノックダウン効果(図4d)との間の重複を評価した。バックグラウンドとして、マイクロアレイデータに現れた遺伝子の全て(したがって、20個がネットワーク中に含まれる潜在性を有する)を使用した。追加の検定として、ウィルコクソン・マン・ホイットニー順位和検定を使用し、アノテートされたセットの遺伝子の絶対対数変化倍率を、遺伝子の全セットと比較した(前述と同一のバックグラウンドを使用)。順位和検定は、有意閾値の設定を要求せず;代わりに、それは全ての遺伝子の変化倍率値を考慮する。順位和検定により生成されたp値は、超幾何検定におけるものよりも低く(すなわち、より有意であり)、したがって、図4cにおいて、より厳密(超幾何的)なp値のみを報告した。
ChIP−seqを使用するTsc22d3DNA結合のプロファイリング:Tsc22d3についてのChIP−seqを既に記載のとおり、Abcam製の抗体を使用して実施した(Ram,O.et al.Combinatorial Patterning of Chromatin Regulators Uncovered by Genome−wide Location Analysis in Human Cells.Cell 147,1628−1639(2011))。このデータの分析を、既に記載のとおり実施し(Ram,O.et al.Combinatorial Patterning of Chromatin Regulators Uncovered by Genome−wide Location Analysis in Human Cells.Cell 147,1628−1639(2011))、本明細書に記載の方法の部に詳述した。
Tsc22d3ChIP−seqデータの分析:Bowtie(Langmead,B.,Trapnell,C.,Pop,M.& Salzberg,S.L.in Genome Biol Vol.10 R25(2009))を使用してChIP−seqリードをマウスゲノムのNCBI Build 37(UCSC mm9)にアラインした。MACS(Zhang,Y.et al.in Genome Biol Vol.9 R137(2008))を使用してエンリッチ結合領域(ピーク)を検出し、p値カットオフは10−8であった。ピークが遺伝子の5’末端に近接する場合(転写開始部位から10kb上流および1kb下流)、または遺伝子本体内に存在する場合、ピークを遺伝子に関連付けた。遺伝子座標についてのRefSeq転写物アノテーションを使用した。
ChIP−seqピークとアノテートされたゲノム領域との重複を評価した。領域AがBの頂点から50bpの距離内に存在する場合、AがピークBと重複することが決定された(MACSにより決定)。使用領域は、以下を含んだ:(i)Ensembleデータベース(Flicek,P.et al.Ensembl 2011.Nucleic Acids Res.39,D800−806,doi:10.1093/nar/gkq1064(2011))からの調節特性アノテーション;(ii)Oreganoアルゴリズム(Smith,R.L.et al.Polymorphisms in the IL−12beta and IL−23R genes are associated with psoriasis of early onset in a UK cohort.J Invest Dermatol 128,1325−1327,doi:5701140[pii]10.1038/sj.jid.5701140(2008))により見出された21個の調節特性;(iii)multiz30wayアルゴリズム(ここでは、multiz30wayスコア>0.7を有する領域を考慮した)によりアノテートされた保存領域;(iv)RepeatMaskerによりアノテートされた繰り返し領域;(v)推定プロモーター領域(RefSeq(Pruitt,K.D.,Tatusova,T.& Maglott,D.R.NCBI reference sequences(RefSeq);a curated non−redundant sequence database of genomes,transcripts and proteins.Nucleic Acids Res.35,D61−65,doi:10.1093/nar/gkl842(2007))においてアノテートされた転写物の10kb上流および1kb下流を考慮);(vi)RefSeqにおける遺伝子本体アノテーション;(vii)3’近接領域(3’末端に対して1kb上流および5kb下流を考慮);(viii)Th17細胞中のヒストンマークH3K4me3およびH3K27me3がエンリッチされた領域(Wei,G.et al.in Immunity Vol.30 155−167(2009));(ix)Th17細胞中のStat3およびStat5の結合(Yang,X.P.et al.Opposing regulation of the locus encoding IL−17 through direct,reciprocal actions of STAT3 and STAT5.Nat.Immunol.12,247−254,doi:10.1038/ni.1995(2011))、Irf4およびBatf(Glasmacher,E.et al.A Genomic Regulatory Element That Directs Assembly and Function of Immune−Specific AP−1−IRF Complexes.Science,doi:10.1126/science.1228309(2012))、ならびにRORγt(Xiao et al 未公開)、ならびにiTreg中のFoxp3(Xiao et al.、未公開)がエンリッチされた領域。
ピーク「x」のそれぞれのセットおよびゲノム領域「y」のそれぞれのセットについて、二項p値を使用してMclean,C.Y.et al.in Nature biotechnology Vol.28 nbt.1630−1639(2010)に記載のとおりゲノム中のそれらの重複を評価した。ヒットの数を、yと重複するxピークの数と定義する。セット(i)〜(vii)中のバックグラウンド確率を、ゲノムの全長により除された領域の全長(bp)に設定する。セット(viii)〜(ix)中のバックグラウンド確率を、アノテートされたゲノム領域の全長により除された領域の全長に設定し:これは、アノテートされた調節領域(セットi、およびiiにおいて定義)、遺伝子に近接するとしてアノテートされた領域(セットv〜viiからの定義を使用)、Th17細胞中のヒストンマークを担持する領域(セットviiiからの定義を使用)、またはTh17細胞中の転写調節因子により結合される領域(セットixからの定義を使用)を含む。
転写調節因子(セットix)については、追加の「遺伝子レベル」検定も含め:ここで、超幾何p値を使用する結合遺伝子のセット間の重複を評価した。類似の検定を使用して結合遺伝子とTsc22d3ノックダウン中で示差的に発現される遺伝子との間の重複を評価した。
分析は、第2のピークコーリングソフトウェア(Scripture)(Guttman,M.et al.in Nature biotechnology Vol.28 503−510(2010);Garber,M.et al.A High−Throughput Chromatin Immunoprecipitation Approach Reveals Principles of Dynamic Gene Regulation in Mammals.Molecular cell,doi:10.1016/j.molcel.2012.07.030(2012))により繰り返し、全ての上記検定において一致する結果を得た。具体的には、同時占有される結合部位および共通標的遺伝子の両方に関して、検定されたTh17因子との類似レベルの重複が見られた。
モジュール間の単色相互作用の統計的有意性の推定:図4bの機能ネットワークは、2つの正および負のモジュールからなる。2つのインデックスを計算した:(1)モジュール内インデックス:同一モジュールのメンバー間の正のエッジの割合(すなわち、ノックダウン/ノックアウトにおける下方調節);および(2)モジュール間インデックス:負である同一モジュールのメンバー間の負のエッジの割合。ネットワークを1,000回シャッフルした一方、ノード出次数(すなわち、出ていくエッジの数)およびエッジサイン(正/負)を維持し、2つのインデックスを再計算した。報告されたp値は、t検定を使用して計算した。
Th17シグネチャーを導き、Th17関連摂動に対して応答性の遺伝子を同定するための文献マイクロアレイデータの使用:Th17シグネチャー遺伝子を定義するため、Wei et al.,in Immunity,vol.30 155−167(2009)からの遺伝子発現データをダウンロードおよび分析し、RMAアルゴリズムを使用してデータを前処理し、次いで23GenePatternスイートのExpressionFileCreatorモジュールにおけるデフォルトパラメータを使用して分位数正規化を行った(Reich,M.et al.GenePattern 2.0.Nat.Genet.38,500−501,doi:10.1038/ng0506−500(2006))。このデータは、Th17、Th1、Th2、iTreg、nTreg、およびナイーブCD4+T細胞からのレプリケートマイクロアレイ計測値を含む。それぞれの遺伝子について、それが全ての他の細胞サブセットと比較してTh17細胞中で過剰発現されるか否かを、片側t検定を使用して評価した。<0.05のp値を有する全てのケースを保持した。追加のフィルタリングステップとして、Th17細胞中の遺伝子の発現レベルが、全ての他の細胞サブセット中のその発現よりも少なくとも1.25倍高いことが要求された。低い発現値に起因する誤った倍率レベルを回避するため、小さい定数(c=50)を発現値に付加した。
公開Th17関連摂動に対して応答性の遺伝子を定義するため、種々の条件下のTh17細胞の転写プロファイルを提供するいくつかの情報源からの遺伝子発現データ(上記列記)をダウンロードおよび分析した。これらのデータセットを上記のとおり前処理した。所与の条件において示差的に発現された遺伝子(それらのそれぞれの対照と比較して)を見出すため、ケースおよび対照条件におけるそれぞれのプローブセットの発現レベル間の変化倍率を計算した。低い発現値に起因する誤った倍率レベルを回避するため、上記の小さい定数を発現値に付加した。考えられるケース−対照比較の全ての50%超が1.5倍変化のカットオフを上回るケースのみを報告した。追加のフィルタとして、デュプリケートが利用可能である場合、Zスコアを上記のとおり計算し、対応するp値<0.05を有するケースのみを報告した。
遺伝子:以下の表11に説明する略語は、本明細書において本開示全体にわたり使用される遺伝子、例として、限定されるものではないが、本明細書の表1〜9に示されるものを識別するために使用される。
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Nanostring STAおよびqRT−PCR/FluidigmのためのプライマーならびにsiRNA配列:表S6.1は、Fluidigm/qRT−PCR実験およびNanostring nCounter遺伝子発現プロファイリングにおいて使用されるそれぞれのフォワードおよびリバースプライマーについての配列を表示する。表S6.2は、ノックダウン分析に使用されるRNAiについての配列を表示する。
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実施例2
Th17分化の転写時間経過
ナイーブCD4+T細胞のTh17細胞への分化を、TGF−β1およびIL−6を使用して誘導し、抗炎症サイトカインTGF−β1および炎症促進性サイトカインIL−6の組合せにより誘導されたナイーブCD4+T細胞のTh17細胞への分化の間に72時間の時間経過に沿って18個の時点においてマイクロアレイを使用して転写プロファイルを計測した(図1、図6A、図6Bおよび図6C、実施例1の方法の部参照)。対照として、mRNAプロファイルを、分化サイトカインの添加なしで活性化された細胞(Th0)について計測した。Th17分化の間に特異的に示差的に発現された1,291個の遺伝子を、Th17分化細胞と対照細胞とを比較することにより同定し(実施例1の方法の部参照)、区別される時間的プロファイルを示す20個の共発現クラスタに分けた(k平均クラスタリング、実施例1の方法の部参照、図1bおよび図7)。これらのクラスタを使用して応答を特性決定し、下記のとおり調節ネットワークモデルを再構築した(図2a)。
転写および分化の3つの主要ウェーブ:細胞がナイーブ様状態(t=0.5時間)からTh17(t=72時間;図1cおよび図6c)に移行するにつれて3つの転写期が存在する:初期(4時間まで)、中期(4〜20時間)、および後期(20〜72時間)。それぞれの期は、分化期(Korn et al.,Annu Rev Immunol 2009):(1)誘導、(2)表現型の発生および増幅、ならびに(3)安定化およびIL−23シグナリングにそれぞれ対応する。
初期は、免疫応答経路(例えば、IL−6およびTGF−βシグナリング;図1d)の一過性誘導(例えば、クラスタC5、図1b)を特徴とする。第1の移行点(t=4時間)は、ROR−γtの発現レベルの有意な増加が特徴的であり、これはより初期の時点において検出不能である。第2の移行(t=20時間)は、サイトカイン発現の有意な変化を伴い、Th17表現型を強化するTh17シグネチャーサイトカイン(例えば、IL−17)が誘導され、他のT細胞系統に属する他のサイトカイン(例えば、IFN−γ)の同時減少が誘導される。
一部の初期誘導遺伝子は発現の持続を示し(例えば、クラスタC10、図1b);これらは、本明細書において転写因子(TF)とも称される転写調節因子(TR)、例として、キーTh17因子Stat3、Irf4およびBatf、ならびにサイトカインおよび受容体分子IL−21、Lif、およびIl2raについてエンリッチされる。
中期(t=4時間)への移行は、ROR−γt(マスターTF;図6d)および別の12個のTF(クラスタC20、図1b)、公知(例えば、Ahr)および新規(例えば、Trps1)の両方のTh17分化への誘導が特徴的である。4時間の時点において、Th17分化のマスターTFであるROR−γtの発現は有意に増加し(図6d)、分化表現型の蓄積の開始を示し(「中期」)、残りの時間経過全体にわたり上昇したままである。別の12個の因子は、類似のパターンを示す(クラスタ8 C20、図1b)。これらとしては、AhrおよびRbpj、ならびにTh17分化における役割を有するとこれまでに記載されていない多数の因子(例えば、Etv6およびTrps1)が挙げられる。全体として、4から20時間の間に誘導される585個の遺伝子が示差的に発現され、初期応答遺伝子から実質的に区別される(図1b;例えば、クラスタC20、C14、およびC1)。
後期(t=20時間)への移行の間、Th17シグネチャーサイトカインのmRNAが誘導される(例えば、IL−17a、IL−9;クラスタC19)一方、他のT細胞系統をシグナリングするサイトカインのmRNAは抑制される(例えば、IFN−γおよびIL−4)。IL−10ファミリーからの調節サイトカインも誘導され(IL−10、IL−24)、おそらく、「病原性」または「非病原性」Th17細胞の出現に関連する自己限定機序としてである(Lee et al.,Induction and Molecular Signature of Pathogenic Th17 Cells,Nature Immunol 13,991−999;doi:10.1038/ni.2416)。約48時間、細胞は、後期における重要な役割を担うIL23r(図8A、8B)を誘導する(データ示さず)。
活性化の20および42時間後の間(すなわち、ROR−γt発現の誘導の16時間後に開始)、821個の遺伝子、例として、多くの主要なサイトカイン(例えば、クラスタC19、図1b)の発現の、Th0と比較して実質的な変化が存在する。Th17関連炎症サイトカイン、例として、IL−17a、IL−24、IL−9およびリンホトキシンアルファLTA(Elyaman,W.et al.Notch receptors and Smad3 signaling cooperate in the induction of interleukin−9−producing T cells.Immunity 36,623−634,doi:10.1016/j.immuni.2012.01.020(2012))の発現が、強力に誘導される(図1d)一方、他のサイトカインおよびケモカインは抑制され、またはそれらの低い基底レベルのままである(クラスタC8およびC15、図1bおよび図7)。これらとしては、他のT−ヘルパー細胞タイプを特性決定するサイトカイン、例えば、IL−2(Th17分化インヒビター)、IL−4(Th2)、およびIFN−γ(Th1)、ならびに他のもの(Csf1、Tnfsf9/4およびCcl3)が挙げられる。最後に、IL−10からの調節サイトカインも誘導され(IL−10、IL−24)、おそらく、自己限定機序としてである。したがって、20時間の時点が、提案される「病原性」対「非病原性」/調節Th17細胞の出現に重要であり得る(Lee et al.,Nature Immunol 2012)。
残りの時間経過(>48時間)において示差的に発現された1,055個の遺伝子のほとんどの発現変化は緩やかであり、20〜42時間の期間の間に応答した遺伝子において生じ(図1、例えば、クラスタC18、C19、およびC20)、典型的には、同一の軌道(上方または下方)で継続する。最も強力に後期に誘導された遺伝子には、ROR−γtとの相互作用を介してTh17発生を向上させることが既に示されているTFのHif1a(Dang,E.V.et al.Control of T(H)17/T(reg)balance by hypoxia−inducible factor 1.Cell 146,772−784,doi:10.1016/j.cell.2011.07.033(2011))。最も後期の時点(72時間)において過剰発現された遺伝子は、アポトーシス機能についてエンリッチされ(p<10−6)、初代培養物におけるTh17細胞の制限された生存と一致し、これとしては、Th2サイトカインIL−4(図8a)が挙げられ、このことは、TGF−β1+IL−6処理下で細胞がより不安定な表現型を有し得ることを示唆する。
IL−23rのmRNA発現の誘導のピークは48時間において生じ、この時点において、細胞表面上にIL−23rタンパク質が確認され始めた(データ示さず)。TGF−β1+IL−6およびTGF−β1+IL−6+IL−23により刺激された細胞間の、またはWTおよびTGF−β1+IL−6+IL−23により処理されたIL−23r−/−細胞間の時間的転写プロファイルを比較した場合に観察されるとおり(図8)、後期応答は、部分的にはIL−23に依存する。例えば、IL−23r欠損Th17細胞において、IL−17ra、IL−1r1、IL−21r、ROR−γt、およびHif1aの発現は減少し、IL−4発現は増加する。IL−23r−/−細胞中で上方調節される遺伝子は、他のCD4+T細胞サブセットについてエンリッチされ、このことは、IL−23シグナリングの不存在下で細胞が脱分化し始めることを示唆し、したがってIL−23が分化Th17細胞の表現型の安定化における役割を有し得るという仮定をさらに支持する。
実施例3
動的調節相互作用の推定
クラスタ(図1b)のそれぞれが、関連する時点において活性である調節因子を共有する遺伝子を包含することが仮定された。これらの調節因子を予測するため、公開されているゲノムプロファイルからの調節因子−標的会合の一般ネットワークをアセンブルした(Linhart,C.,Halperin,Y.& Shamir,R.Transcription factor and microRNA motif discovery:the Amadeus platform and a compendium of metazoan target sets.Genome research 18,1180−1189,doi:10.1101/gr.076117.108(2008);Zheng,G.et al.ITFP:an integrated platform of mammalian transcription factors.Bioinformatics 24,2416−2417,doi:10.1093/bioinformatics/btn439(2008);Wilson,N.K.et al.Combinatorial transcriptional control in blood stem/progenitor cells:genome−wide analysis of ten major transcriptional regulators.Cell Stem Cell 7,532−544,doi:10.1016/j.stem.2010.07.016(2010);Lachmann,A.et al.in Bioinformatics Vol.26 2438−2444(2010);Liberzon,A.et al.Molecular signatures database(MSigDB)3.0.Bioinformatics 27,1739−1740,doi:10.1093/bioinformatics/btr260(2011);Jiang,C.,Xuan,Z.,Zhao,F.& Zhang,M.TRED:a transcriptional regulatory element database,new entries and other development.Nucleic Acids Res 35,D137−140(2007);Elkon,R.,Linhart,C.,Sharan,R.,Shamir,R.& Shiloh,Y.in Genome Research Vol.13 773−780(2003);Heng,T.S.& Painter,M.W.The Immunological Genome Project:networks of gene expression in immune cells.Nat.Immunol.9,1091−1094,doi:10.1038/ni1008−1091(2008))(図2a、実施例1の方法の部参照)。
公開ゲノムプロファイルからの調節因子−標的会合の一般ネットワークを、以下のとおりアセンブルした:298個の調節因子についてのインビボタンパク質−DNA結合プロファイル(Linhart,C.,Halperin,Y.& Shamir,R.Transcription factor and microRNA motif discovery:the Amadeus platform and a compendium of metazoan target sets.Genome research 18,1180−1189,doi:10.1101/gr.076117.108(2008);Zheng,G.et al.ITFP:an integrated platform of mammalian transcription factors.Bioinformatics 24,2416−2417,doi:10.1093/bioinformatics/btn439(2008);Wilson,N.K.et al.Combinatorial transcriptional control in blood stem/progenitor cells:genome−wide analysis of ten major transcriptional regulators.Cell Stem Cell 7,532−544,doi:10.1016/j.stem.2010.07.016(2010);Lachmann,A.et al.in Bioinformatics Vol.26 2438−2444(2010);Liberzon,A.et al.Molecular signatures database(MSigDB)3.0.Bioinformatics 27,1739−1740,doi:10.1093/bioinformatics/btr260(2011);Jiang,C.,Xuan,Z.,Zhao,F.& Zhang,M.TRED:a transcriptional regulatory element database,new entries and other development.Nucleic Acids Res 35,D137−140(2007)、それぞれの遺伝子プロモーターにおいてスコアリングされた825個のDNAシス調節エレメント(Elkon,R.,Linhart,C.,Sharan,R.,Shamir,R.& Shiloh,Y.Genome−wide in silico identification of transcriptional regulators controlling the cell cycle in human cells.Genome research 13,773−780,doi:10.1101/gr.947203(2003))、11個の調節タンパク質のノックアウトに対する転写応答、および159個の免疫細胞タイプにわたる共発現パターンから推定された調節関係(Heng,T.S.& Painter,M.W.The Immunological Genome Project:networks of gene expression in immune cells.Nat.Immunol.9,1091−1094,doi:10.1038/ni1008−1091(2008))(実施例1の方法の部参照)。ほとんどのタンパク質−DNA結合プロファイルはTh17細胞において計測されなかった一方、多数のキーTF、例として、Irf4およびBatf(Glasmacher,E.et al.A Genomic Regulatory Element That Directs Assembly and Function of Immune−Specific AP−1−IRF Complexes.Science,doi:10.1126/science.1228309(2012))、Stat3およびStat5(Yang,X.P.et al.Opposing regulation of the locus encoding IL−17 through direct,reciprocal actions of STAT3 and STAT5.Nat.Immunol.12,247−254,doi:10.1038/ni.1995(2011))、ならびにRorc(Xiao et al.、未公開)のTh17細胞におけるDNA−結合プロファイルが含まれた。
次いで、調節因子の推定標的とその遺伝子のクラスタとの間にも有意な重複が存在した場合にのみ、調節因子を推定標的のそのセットからの遺伝子に接続した(実施例1の方法の部参照)。異なる調節因子が異なる時点において作用するため、調節因子とその標的との間の接続は、ある時間窓内でのみ活性であり得る。この窓を決定するため、それぞれのエッジを、いつ標的遺伝子が調節されるのか(その発現プロファイルに基づく)、および調節因子ノードが十分なレベルにおいて発現されるのか(そのmRNAレベルおよび推定タンパク質レベルに基づく(Schwanhaeusser,B.et al.Global quantification of mammalian gene expression control.Nature 473,337−342,doi:10.1038/nature10098(2011));実施例1の方法の部参照)の両方を示すタイムスタンプにより標識した。標的遺伝子について、それがTh0条件と比較して示差的に発現され、またはTh17時間経過における前の時点と比較して誘導もしくは抑制される時点を考慮した。調節因子ノードについて、調節因子が十分に発現され、Th0条件に対して抑制されない時点のみを含めた。この目的のため、調節因子の予測タンパク質発現レベルを、近年提案されたモデル(Schwanhausser,B.et al.Global quantification of mammalian gene expression control.Nature 473,337−342,doi:10.1038/nature10098(2011))を使用してそのmRNAレベルから推定した(実施例1の方法の部参照)。このように、ネットワーク「スナップショット」を18個の時点のそれぞれについて導いた(図2b〜d)。全体として、71個の調節因子と1,266個の遺伝子と間の9,159個の相互作用が、少なくとも1つのネットワーク中で推定された。
分化の間の実質的な調節再配線:活性因子および相互作用は、あるネットワークから次のネットワークへと変化する。相互作用の大半は、全てのネットワークに関与する調節因子(例えば、Batf)についてさえ、一部の時間枠においてのみ活性である(図2c)。活性相互作用の類似度に基づき、3つの分化期(図2d)に対応する3つのネットワーククラスを同定した(図2c)。それぞれの期における全てのネットワークを1つのモデルに単純化させ、3つの連続ネットワークモデルをもたらした(図9A、9B)。調節因子のうち、33個はネットワークの全てにおいて活性である(例えば、多くの公知のマスター調節因子、例えば、Batf1、Irf4、およびStat3)一方、18個は1つにおいてのみ活性である(例えば、初期ネットワーク中のStat1およびIrf1;後期ネットワーク中のROR−γt)。実際、ROR−γtのmRNAレベルは約4時間において誘導される一方、ROR−γtタンパク質レベルは約20時間において増加し、さらに経時的に上昇し、モデルと一致する(図9)。
高密度に相互接続された転写回路:それぞれのネットワークの中心には、活性TFを、それら自体でTFをコードする標的遺伝子に接続するその「転写回路」が存在する。例えば、初期応答ネットワーク中の転写回路は、調節因子として作用することが予測される48個の因子を、その転写物が最初の4時間の間に上方または下方調節される72個の因子に接続する(このモデルのサブセットを図2eに示す)。回路は、既に免疫シグナリングおよびTh17分化に関与した多くのTFを、正または負の調節因子のいずれか、例として、負(Stat1、Stat5)および正(Stat3)の両方であるStatファミリーメンバー、先駆的因子Batf、TGF−βシグナリングにより標的化されるTF(Smad2、Runx1、およびIrf7)、TCRシグナリングにより標的化されるいくつかのTF(Rel、Nfkb1、およびJun)、ならびに調節因子および強力に誘導される標的遺伝子の両方として位置するいくつかのインターフェロン調節因子(Irf4およびIrf1)として自動的に強調する。さらに、Th17分化における役割を有することがこれまで記載されなかった34個の調節因子を同定した(例えば、Sp4、Egr2、およびSmarca4)。全体として、回路は、高密度に相互接続されており(Novershtern et al.,Cell 2011)、48個の調節因子の16個は、それら自体、転写制御される(例えば、Stat1、Irf1、Irf4、Batf)。このことは、一部が自動調節であり得るフィードバック回路を示唆する(例えば、Irf4、Stat3およびStat1について)。
初期ネットワークと同様に、主要なTh17調節因子、例えば、ROR−γt、Irf4、Batf、Stat3、およびHif1aを含む中期および後期転写回路における64個のTF間の実質的な交差調節が存在する(図2e)。
体系的摂動についての新規調節因子のランキング:公知のTh17調節因子に加え、ネットワークは、予測調節因子(図2d)、誘導される標的遺伝子、またはその両方(図2E)としての多くの新規因子を含む。これは、Th17細胞中で既に公知の(例えば、IL−1R1、IL−17RA)、および新規の(例えば、Fas、Itga3)誘導される標的としての受容体遺伝子も含有する。このことは、現行の知識と比較して実質的な追加の複雑性を示唆するが、体系的に試験して役割を評価し、それぞれの候補の機能を特性決定しなければならない。
候補調節因子を、摂動についてランキングし(図2a、3a、実施例1の方法の部参照)、調節役割(図3a、「ネットワーク情報」)および標的としての役割(図3a、「遺伝子情報」)を反映する特性によりガイドした。
この目的のため、スコアリングスキームを考案して候補調節因子を摂動についてランキングし(図2a、図3a、図10、方法の部)、タンパク質活性(調節因子ノードとしての関与、図3a、「ネットワーク情報」)およびmRNAレベル(標的としての発現の変化、図3a、「遺伝子発現情報」;方法の部)によりガイドした。それぞれの基準のもと、摂動させる遺伝子を選択するためにいくつかの特性を考慮した(実施例1の方法の部参照)。「ネットワーク情報」において、遺伝子がネットワーク中で調節因子として作用するか否か(この予測役割についての実験的支持のタイプ)、およびそれがキーTh17遺伝子を標的化することを予測されるか否かを考慮した。「遺伝子発現情報」において、IL23Rノックアウトのもと時間経過データ(誘導される遺伝子を優先)における、またはTh17細胞中の摂動の公開データ(例えば、Batfノックアウト(Schraml,B.U.et al.in Nature Vol.460 405−409(2009));完全なリストについては方法の部参照)におけるコード遺伝子のmRNAレベルの変化;および遺伝子がTh17細胞中で他のCD4+サブセットと比較して高度に発現されるか否かを、ゲノムワイド発現プロファイル(Wei,G.et al.in Immunity Vol.30 155−167(2009))に基づき考慮した。
遺伝子をコンピュータにより順序付けしてある特性(例えば、キーTh17遺伝子の予測調節因子)を他の特性(例えば、時間経過データにおける示差的発現)に対して強調した。類似のスキームを使用して受容体タンパク質をランキングした(実施例1の方法の部参照)。上位にランキングされた因子の質を支持するため、それらを手作業によりキュレートされたTh17調節因子についてエンリッチし(p<10−3)(図10)、教師あり法(実施例1の方法の部参照)により学習されたランキングと十分に相関した(スピアマンr>0.86)。65個の遺伝子:52個の調節因子および13個の受容体を摂動のために選択した。これらは、上位44個の調節因子および上位9つの受容体(数個の周知のTh17遺伝子および/またはノックアウトデータが既に存在したものを除く)のほとんど、ならびに追加の代表的なより低いランキング因子を含んだ。
実施例4
初代T細胞のナノワイヤベース摂動
キー因子が欠失したノックアウトマウスからのナイーブCD4+T細胞の応答の試験が強力な方針である一方、それはマウス株の利用可能性または新たなマウスを生成する能力により制限される。未刺激初代マウスT細胞において、ウイルスまたは形質移入ベースsiRNA送達はほぼ不可能であった。それというのも、その送達は分化または細胞生存率のいずれかを変更するためである(Dardalhon,V.et al.Lentivirus−mediated gene transfer in primary T cells is enhanced by a central DNA flap.Gene therapy 8,190−198(2001);McManus,M.et al.Small interfering RNA−mediated gene silencing in T lymphocytes.The Journal of Immunology 169,5754(2002))。したがって、ケイ素ナノワイヤ(NW)をベースとする新たな送達技術(Shalek et al.,Proc Natl Acad Sci U.S.A.2010;Shalek,A.K.et al.Nanowire−Mediated Delivery Enables Functional Interrogation of Primary Immune Cells:Application to the Analysis of Chronic Lymphocytic Leukemia.Nano Lett.12,6498−6504,doi:10.1021/nl3042917(2012))を使用し、siRNAをナイーブT細胞中に、それらを活性化させずに効率的に(>95%)送達するようにそれを最適化した(図3bおよびc)(Shalek et al.,Nano Lett 2012)。
近年、NWが哺乳動物細胞の膜に効率的に浸透し、広範な外部分子を最小の侵襲性の非活性化様式で送達し得ることが実証された(Shalek et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2010;Shalek,et al.,Nano Lett.2012)。特に、siRNAをナイーブネズミT細胞中に効率的に(>95%)送達するようにNW−T細胞界面(図3b)を最適化した。この送達は、ナイーブT細胞の分化を活性化も誘導もせず、抗CD3/CD28による慣用のTCR刺激に対するそれらの応答に影響しない(図3c)(Shalek,et al.,Nano Lett.2012))。重要なことに、NW送達siRNAは、実質的な標的転写物ノックダウンを、抗CD3/CD28活性化前およびその最大48時間後でさえ、急速な細胞増殖にかかわらず生じさせた(図3d)。
次いで、60個の遺伝子をNW媒介siRNA送達により摂動させることを試み、効率的なノックダウン(活性化の48時間後に残留する転写物<60%)が34個の遺伝子について達成された(図3dおよび図11、表S6.2)。ノックアウトマウスを、7つの他の遺伝子について得、そのうちの2つ(Irf8およびIl17ra)はノックダウンセットと同様であった。全部で、65個の選択遺伝子の39個(29個の調節因子および10個の受容体)が良好に摂動され、Th17分化にこれまで関連しなかった21個の遺伝子が含まれた。
ナノワイヤベーススクリーンは、Th17ネットワーク中の39個の調節因子を検証する:遺伝子発現に対する摂動の効果を、2つの時点においてプロファイリングした。摂動の28個を、ROR−γtの誘導の直後、分化開始の10時間後においてプロファイリングし(図6)、Th17表現型がより多く樹立される48時間において摂動の全てをプロファイリングした(図1b)。摂動の2つ(Il17raおよびIl21rノックアウト)を、60時間においてもプロファイリングした。
特に、275個のシグネチャー遺伝子の発現に対する活性化の48時間後の摂動の効果を、Nanostring nCounterシステムを使用して計測した(Il17raおよびIl21rノックアウトは、60時間においても計測した)。
シグネチャー遺伝子を、分化プロセスの可能な限り多くの局面をカバーするようにコンピュータにより選択した(実施例1の方法の部参照):これらは、ほとんどの示差的に発現されたサイトカイン、TF、および細胞表面分子、ならびにそれぞれのクラスタ(図1b)からの代表物、エンリッチされる機能、およびそれぞれのネットワーク中の予測標的を含む。検証のため、85個の遺伝子のシグネチャーを、Fluidigm BioMarkシステムを使用してプロファイリングし、高度に再現性の結果を得た(図12)。
発現分析のためのシグネチャー遺伝子を、分化プロセスの可能な限り多くの局面をカバーするようにコンピュータにより選択した(実施例1の方法の部参照)。これらは、大多数の示差的に発現されたサイトカイン、TF、および細胞表面分子、ならびにそれぞれの発現クラスタ(図1b)からの代表遺伝子、エンリッチされる生物学的機能、およびそれぞれのネットワーク中の調節因子の予測標的を含む。重要なことに、シグネチャーが、摂動される調節因子をコードする遺伝子のほとんどを含むため、それらの間の接続(図4a、「摂動」)、例として、フィードバックおよびフィードフォワードループを決定することができる。
シグネチャー遺伝子に対する摂動の効果の統計的有意性を、非標的化siRNAとの、および示差的に発現されなかった18個の対照遺伝子との比較によりスコアリングした(実施例1の方法の部参照、図4a、全ての非灰色エントリーが有意である)。試験調節因子の26個の摂動は、48時間の時点における少なくとも25個のシグネチャー遺伝子(任意の応答を有したシグネチャー遺伝子の10%)の発現に対して有意な効果を有した。平均して、摂動は40個の遺伝子に影響し、シグネチャー遺伝子の80%が少なくとも1つの調節因子により影響された。元のネットワークモデル(図2)を支持し、調節因子のノックダウンにより影響される遺伝子と、その予測標的との間に有意な重複が存在する(p≦0.01、並べ替え検定;実施例1の方法の部参照)。
ネットワークのダイナミクスを試験するため、10時間(ROR−γtの誘導直後)における摂動の28個の効果を、Fluidigm Biomarkシステムを使用して計測した。機能相互作用の30%が、10時間および48時間の両方において同一活性化/抑制論理内に存在する一方、残りは1つの時点においてのみ存在することが見出された(図13)。このことは、元のモデルにおける再配線の程度と一致する(図2b)。
可能であれば、それぞれの調節因子の機能をTh17分化について正または負のいずれかとして分類した。具体的には、48時間の時点において、調節因子の22個の摂動が、IL−17AまたはIL−17F発現を有意に減衰させ(「正のTh17調節因子」、図4b、青色)、別の5つの摂動が、IL−17レベルを有意に増加させた(「負のTh17調節因子」、図4b、赤色)。これらの強力に正または負の調節因子の12個は、Th17細胞にこれまで関連しなかった(図4b、青色または赤色ノード周囲の淡灰色ハロー)。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。次に、Th17表現型の発生におけるこれらの強力な正および負の調節因子の役割をフォーカスした。
Th17ネットワーク中の2つの結合拮抗回路:それぞれの調節因子をTh17シグネチャー遺伝子(例えば、IL17A、IL17F、図4b、灰色ノード、下段)に対するその効果により特性決定し、48時間においてネットワークが2つの拮抗モジュールに組織化されることが見出された:摂動がTh17シグネチャー遺伝子(図4b、灰色ノード、下段)の発現を減少させた22個の「正のTh17因子」(図4b、青色ノード:9つの新規物)のモジュール、および摂動がその発現を増加させた5つの「負のTh17因子」(図4b、赤色ノード:3つの新規物)のモジュール。これらの図面の着色版は、Yosef et al.,“Dynamic regulatory network controlling Th17 cell differentiation,Nature,vol.496:461−468(2013)/doi:10.1038/nature11981に見出すことができる。モジュールのそれぞれは、そのメンバー間の正の自己強化相互作用を介して緊密に内部接続されている一方(モジュール内エッジの70%)、ほとんど(88%)のモジュール間相互作用は、負である。この組織化は、統計的に有意であり(実験的p値<10−3;実施例1の方法の部参照、図14)、酵母中の遺伝子回路において既に観察されるものに結びつく(Segre,D.,Deluna,A.,Church,G.M.& Kishony,R.Modular epistasis in yeast metabolism.Nat.Genet.37,77−83,doi:10.1038/ng1489(2005);Peleg,T.,Yosef,N.,Ruppin,E.& Sharan,R.Network−free inference of knockout effects in yeast.PLoS Comput Biol 6,e1000635,doi:10.1371/journal.pcbi.1000635(2010))。10時間において、同一の調節因子は、この明確なパターンを生じさせず(p>0.5)、このことは、その時点においてネットワークが依然として可鍛性であることを示唆する。
2つの拮抗モジュールは、Th17と他のT細胞サブセットとの間のバランスの維持およびTh17細胞の炎症促進状態の自己限定における重要な役割を担い得る。実際、正のTh17因子の摂動は、他のT細胞サブセットのシグネチャー遺伝子(例えば、Gata3、図4b、灰色ノード、上段)も誘導する一方、負のTh17因子の摂動はそれらを抑制する(例えば、Foxp3、Gata3、Stat4、およびTbx21)。
実施例5
新規因子の検証および特性決定
本明細書に提示される試験は、正または負の因子の12個(Th17細胞に関連しなかった12個の新規因子の11個を含む;図4b、淡灰色ハロー)の役割をフォーカスした。それぞれの因子の摂動後にRNA−Seqを使用してその予測標的(図2)が摂動により影響されるか否かを試験した(図4c、ベン図、上段)。両方のデータセット中に存在する因子の3つ(Egr2、Irf8、およびSp4)についての高度に有意な重複(p<10−5)が見出され、4番目(Smarca4)についての境界有意重複が見出され、このことはネットワーク中のエッジの質を検証した。
次に、「正のTh17」または「負のTh17」としての12個の因子のそれぞれの指定を、その因子のノックダウンに対して応答する遺伝子のセット(RNA−Seqにおける)を、20個のクラスタ(図1b)のそれぞれと比較することにより評価した。元の定義と一致して、「正のTh17」調節因子のノックダウンは、そうでなければ誘導されるクラスタ中の遺伝子を下方調節し、そうでなければ抑制され、または誘導されないクラスタ中の遺伝子を上方調節した(「負のTh17」調節因子についてはこの逆;図4dおよび図15a、b)。正または負の調節因子のいずれかにより影響される遺伝子は、キーCD4+転写調節因子(例えば、Foxp3(Marson,A.et al.Foxp3 occupancy and regulation of key target genes during T cell stimulation.Nature 445,931−935,doi:10.1038/nature05478(2007);Zheng,Y.et al.Genome−wide analysis of Foxp3 target genes in developing and mature regulatory T cells.Nature 445,936−940,doi:10.1038/nature05563(2007))、Batf、Irf4、およびROR−γt(Glasmacher,E.et al.A Genomic Regulatory Element That Directs Assembly and Function of Immune−Specific AP−1−IRF Complexes.Science(New York,NY),doi:10.1126/science.1228309(2012);Ciofani,M.et al.A Validated Regulatory Network for Th17 Cell Specification.Cell,doi:10.1016/j.cell.2012.09.016(2012)),Xiao et al.、未公開データ)により結合されるものとも有意に重複した。例えば、「正のTh17」調節因子Minaのノックダウン後に下方調節される遺伝子は、後期に誘導されるクラスタ(例えば、C19、C20)において高度にエンリッチされる(p<10−6)。逆に、同一の後期に誘導されるクラスタ中の遺伝子は、「負のTh17」調節因子Sp4のノックダウン後にいっそうより上方調節されるようになる。
Minaは、Th17プログラムを促進し、Foxp3プログラムを阻害する:Jumonji C(JmjC)ファミリーからのクロマチン調節因子であるMinaのノックダウンは、シグネチャーTh17サイトカインおよびTF(例えば、ROR−γt、Batf、Irf4)ならびに後期誘導遺伝子(クラスタC9、C19;p<10−5)の発現を抑制する一方、Treg細胞のマスターTFであるFoxp3の発現を増加させる。Minaは、Th17分化の間に強力に誘導され(クラスタC7)、IL23r−/−Th17細胞中で下方調節され、モデル(図5a)におけるBatf(Glasmacher,E.et al.A Genomic Regulatory Element That Directs Assembly and Function of Immune−Specific AP−1−IRF Complexes.Science,doi:10.1126/science.1228309(2012))、ROR−γt(Glasmacher et al.,Science 2012)、およびMycの予測標的である。Minaは、TFのNFATと相互作用し、IL−4プロモーターを抑制することによりTh2バイアスを抑制することが示された(Okamoto,M.et al.Mina,an Il4 repressor,controls T helper type 2 bias.Nat.Immunol.10,872−879,doi:10.1038/ni.1747(2009))。しかしながら、細胞中で、MinaノックダウンはTh2遺伝子を誘導せず、このことは、Mina、BatfおよびROR−γt間の正のフィードバックループを介する代替作用モードを示唆した(図5a、左)。このモデルと一致して、Mina発現は、ROR−γtノックアウトマウスからのTh17細胞中で低減され、Minaプロモーターは、ROR−γtにより結合されることがChIP−Seqにより見出された(データ示さず)。最後に、Minaノックダウンにより誘導された遺伝子は、Treg細胞中でFoxp3により結合されるもの(Marson et al.,Nature 2007;Zheng et al.,Nature 2007)(P<10−25)と、およびTreg細胞中のFoxp3活性に既に結びつけられたクラスタ(Hill,J.A.et al.Foxp3 transcription−factor−dependent and −independent regulation of the regulatory T cell transcriptional signature.Immunity 27,786−800,doi:S1074−7613(07)00492−X[pii]10.1016/j.immuni.2007.09.010(2007))と有意に重複する(図15c)。既に定義されたTreg細胞の転写シグネチャーと比較した場合(慣用のT細胞と比較(Hill,J.A.et al.Foxp3 transcription−factor−dependent and −independent regulation of the regulatory T cell transcriptional signature.Immunity 27,786−800,doi:10.1016/j.immuni.2007.09.010(2007)))、Minaノックダウンにおいて誘導される遺伝子は、FoxP3の機能活性に緊密に結びつけられたクラスタ中でエンリッチされる。逆に、Minaノックダウンにおいて下方調節される遺伝子は、Treg細胞中でTCRおよびIL−2に対してより直接的に応答性であり、Foxp3に対して応答性でない(図15c)。
Minaの役割をさらに分析するため、Mina−/−マウスからのナイーブT細胞の分化後にIL−17aおよびFoxp3発現を計測した。Mina−/−細胞は、細胞内染色により検出されるとおり、野生型(WT)細胞と比較してIL−17aを減少させ、Foxp3を増加させた(図5a)。対応する上清のサイトカイン分析は、IL−17a産生の減少ならびにIFN−γ(図5a)およびTNF−α(図16a)の増加を裏付けた。Th17分化条件下で、Minaの損失は、細胞内染色により検出されるとおり、IL−17発現の減少およびFoxP3の増加をもたらした(図5a)。これらの分化培養物からの上清のサイトカイン分析は、IL−17産生の減少と、IFNγ(図5a)およびTNFα(図16a)の同等の増加を裏付けた。
Treg/Th17細胞間の相互関係は十分記載されており(Korn,T.et al.IL−21 initiates an alternative pathway to induce proinflammatory T(H)17 cells.Nature 448,484−487,doi:10.1038/nature05970(2007))、このことは、ROR−γt/Foxp3のTFの直接結合により達成されることが想定された。しかしながら、分析は、このプロセスにおける媒介における調節因子Minaについての重要な役割を示唆する。このことは、ROR−γtおよびBatfにより誘導されるMinaが、ROR−γtの転写を促進する一方、Foxp3の誘導を抑制し、こうして急速なTh17分化の優先により相互のTregs/Th17バランス(Korn、et al.,Nature 2007))に影響するモデルを示唆する。
Fasは、Th17プログラムを促進し、IFN−γ発現を抑制する:TNF受容体スーパーファミリーメンバー6であるFasは、別の正のTh17調節因子である(図5b)。Fasは、初期に誘導され、モデル中でStat3およびBatfの標的である。Fasノックダウンは、キーTh17遺伝子(例えば、IL−17a、IL−17f、Hif1a、Irf4、およびRbpj)の、および誘導されるクラスタC14の発現を抑制し、Th1関連遺伝子、例として、IFN−γ受容体1およびKlrd1(Cd94;RNA−Seqによる、図4、図5b、および図15)の発現を促進する。FasおよびFasリガンド欠損マウスは、自己免疫性脳脊髄炎(EAE)の誘導に対して抵抗性であるが(Waldner,H.,Sobel,R.A.,Howard,E.& Kuchroo,V.K.Fas− and FasL−deficient mice are resistant to induction of autoimmune encephalomyelitis.J Immunol 159,3100−3103(1997))、IFN−γ応答もTh1応答も欠損しない。この現象の基礎をなす機序は、研究されなかった。
これを利用するため、Fas−/−マウス(図5b、図16c)からのT細胞を分化させた。ノックダウン分析と一致して、両方のTh17およびTh0極性化条件下でIL−17aの発現は強力に抑制され、IFN−γ産生は強力に増加した(図5b)。これらの結果は、Fasは、デス受容体である他、Th1/Th17バランスの制御における重要な役割を担い得、Fas−/−マウスは、Th17細胞の欠落に起因してEAEに対して抵抗性であり得ることを示唆する。
Pou2af1は、Th17プログラムを促進し、IL−2発現を抑制する:Pou2af1(OBF1)のノックダウンは、Th17シグネチャー(図5c)の、ならびに中期および後期誘導遺伝子(クラスタC19およびC20、p<10−7)の発現を強力に減少させる一方、他のCD4+サブセットの調節因子(例えば、Foxp3、Stat4、Gata3)の、および非誘導クラスタ(クラスタC2およびC16 p<10−9)中の遺伝子の発現を増加させる。T細胞分化におけるPou2af1の役割は、探索されていない(Teitell,M.A.OCA−B regulation of B−cell development and function.Trends Immunol 24,546−553(2003))。この効果を調査するため、Pou2af1−/−マウスからのT細胞を分化させた(図5c、図16b)。WT細胞と比較して、IL−17a産生は、強力に抑制された。興味深いことに、IL−2産生は、非極性化(Th0)条件下でPou2af1−/−T細胞中で強力に増加した。したがって、Pou2af1は、Th17細胞の公知の内因性抑制因子であるIL−2の産生を遮断することによりTh17分化を促進し得る(Laurence,A.et al.Interleukin−2 signaling via STAT5 constrains T helper 17 cell generation.Immunity 26,371−381,doi:S1074−7613(07)00176−8[pii]10.1016/j.immuni.2007.02.009(2007))。Pou2af1は、TFのOCT1またはOCT2の転写共活性化因子として作用する(Teitell,Trends Immunol 2003)。IL−17a産生は、Oct1欠損細胞中でも強力に抑制され(図16d)、このことは、Pou2af1がこの共因子を介してその効果の一部を発揮し得ることを示唆した。
TSC22d3は、Th17分化および炎症促進機能を制限し得る:TSC22ドメインファミリータンパク質3(Tsc22d3)のノックダウンは、Th17サイトカイン(IL−17a、IL−21)およびTF(ROR−γt、Rbpj、Batf)の発現を増加させ、Foxp3発現を低減させる。マクロファージの従来の研究は、Tsc22d3発現がグルココルチコイドおよびIL−10により刺激され、それがそれらの抗炎症および免疫抑制効果における重要な役割を担うことを示している(Choi,S.−J.et al.Tsc−22 enhances TGF−beta signaling by associating with Smad4 and induces erythroid cell differentiation.Mol.Cell.Biochem.271,23−28(2005))。Th17細胞中のTsc22d3ノックダウンは、IL−10およびその産生を向上させる他のキー遺伝子の発現を増加させた(図5d)。IL−10産生は、Th17細胞を自己免疫において低病原性にすることが示されているが(Korn et al.,Nature 2007;Peters,A.,Lee,Y.& Kuchroo,V.K.The many faces of Th17 cells.Curr.Opin.Immunol.23,702−706,doi:10.1016/j.coi.2011.08.007(2011);Chaudhry,A.et al.Interleukin−10 signaling in regulatory T cells is required for suppression of Th17 cell−mediated inflammation.Immunity 34,566−578,doi:10.1016/j.immuni.2011.03.018(2011))、IL−10およびIL−17aの共産生は、ある感染、例えば、粘膜部位における黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)の除去についての指標応答であり得る(Zielinski,C.E.et al.Pathogen−induced human TH17 cells produce IFN−γ or IL−10 and are regulated by IL−1β.Nature 484,514−518,doi:10.1038/nature10957(2012))。このことは、Tsc22d3が、IL−17およびIL−10を共産生するTh17細胞サブタイプの誘導のための負のフィードバックループの一部であり、それらの炎症促進能を制限するモデルを示唆する。Tsc22d3は、ステロイドのデキサメタゾンに応答して他の細胞中で誘導され(Jing,Y.et al.A mechanistic study on the effect of dexamethasone in moderating cell death in Chinese Hamster Ovary cell cultures.Biotechnol Prog 28,490−496,doi:10.1002/btpr.747(2012))、これはTh17分化およびROR−γt発現を抑制する(Hu,S.M.,Luo,Y.L.,Lai,W.Y.& Chen,P.F.[Effects of dexamethasone on intracellular expression of Th17 cytokine interleukin 17 in asthmatic mice].Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao 29,1185−1188(2009))。したがって、Tsc22d3は、ステロイドのこの効果を媒介し得る。
Tsc22d3の役割をさらに特性決定するため、ChIP−Seqを使用してTh17細胞中のそのDNA結合プロファイルを計測し、そのノックダウン後にRNA−Seqを使用してその機能効果を計測した。Tsc22d3の機能および物理的標的間に有意な重複が存在する(P<0.01、例えば、IL−21、Irf4;実施例1の方法の部参照)。例えば、Tsc22d3は、IL−21およびIrf4に近接して結合し、これらはTsc22d3ノックダウンにおいて上方調節されるようにもなる。さらに、Tsc22d3結合部位は、主要なTh17因子のもの、例として、Batf、Stat3、Irf4、およびROR−γt(>5のエンリッチメント倍率;図5d、実施例1の方法の部参照)に有意に重複する。このことは、Tsc22d3が、結合部位上で正のTh17調節因子と競合する転写抑制因子としてその負のTh17機能を発揮するモデルを示唆し、これは、CD4+調節の従来の知見と類似する(Ciofani et al.,Cell 2012;Yang,X.P.et al.Opposing regulation of the locus encoding IL−17 through direct,reciprocal actions of STAT3 and STAT5.Nat.Immunol.12,247−254,doi:10.1038/ni.1995(2011))。
実施例6
プロテインC受容体(PROCR)は、Th17細胞の病原性表現型を調節する
Th17細胞は近年、T細胞サブセットと同定され、炎症自己免疫応答のドライブおよびある細胞外病原体に対する保護応答の媒介に関与している。分子シグネチャーなどの因子に基づき、Th17細胞は、病原性または非病原性として分類される(例えば、Lee et al.,“Induction and molecular signature of pathogenic Th17 cells,”Nature Immunology,vol.13(10):991−999およびオンライン方法参照)。
本明細書において使用される用語「病原性」または「非病原性」は、一方のTh17細胞表現型が他方よりも望ましいことを意味するものとして解釈すべきでないことに留意すべきである。本明細書に記載のとおり、病原性Th17細胞の誘導の阻害またはTh17表現型の非病原性Th17表現型または別のT細胞表現型に向けるモジュレートが望ましい例が存在する。同様に、非病原性Th17細胞の誘導の阻害またはTh17表現型の病原性Th17表現型または別のT細胞表現型に向けるモジュレートが望ましい例が存在する。例えば、病原性Th17細胞は、免疫応答、例えば、自己免疫および/または炎症に関与することが考えられる。したがって、病原性Th17細胞分化の阻害またはそうでなければ非病原性Th17細胞もしくは別のT細胞表現型に向かうTh17T細胞のバランスの減少が、免疫関連障害、例えば、自己免疫疾患または炎症障害の症状を治療またはそうでなければ改善するための治療方針において望ましい。別の例において、感染に応じて、非病原性または病原性Th17細胞は、感染性疾患および他の病原体関連障害における保護免疫応答の構築において望ましいことが考えられる。したがって、非病原性Th17細胞分化の阻害またはそうでなければ病原性Th17細胞もしくは別のT細胞表現型に向かうTh17細胞のバランスの減少またはその逆が、免疫関連障害、例えば、感染性疾患の症状を治療またはそうでなければ改善するための治療方針において望ましい。
Th17細胞は、以下の遺伝子またはそれらの遺伝子の産物の1つ以上が、TGF−β1誘導Th17細胞と比較してTGF−β3誘導Th17細胞中で上方調節される区別される病原性シグネチャーを呈する場合、病原性とみなされる:Cxcl3、Il22、Il3、Ccl4、Gzmb、Lrmp、Ccl5、Casp1、Csf2、Ccl3、Tbx21、Icos、Il7r、Stat4、Lgals3またはLag3。Th17細胞は、以下の遺伝子またはそれらの遺伝子の産物の1つ以上が、TGF−β1誘導Th17細胞と比較してTGF−β3誘導Th17細胞中で下方調節される区別される非病原性シグネチャーを呈する場合、非病原性とみなされる:Il6st、Il1rn、lkzf3、Maf、Ahr、Il9またはIl10。
発生するTh17細胞の時間的マイクロアレイ分析を実施し、Th17細胞中で示差的に発現され、Th17細胞の発生を調節する細胞表面分子を同定した。PROCRが、Th17細胞中で示差的に発現される受容体として同定され、その発現がTh17特異的転写調節因子により調節されることを見出された。
プロテインC受容体(PROCR;EPCRまたはCD201とも呼ばれる)は、主に内皮細胞、CD8樹状細胞上で発現され、他の造血および間質細胞上では低いレベルに発現されることも報告された。これは、活性化プロテインCならびに第VII/VIIa因子および第Xa因子に結合し、多様な生物学的機能、例として、抗凝固、細胞保護、抗アポトーシス、および抗炎症活性を有することが示された。しかしながら、これらの試験前、T細胞中のPROCRの機能は探索されていなかった。
Th17細胞中のPROCRおよびそのリガンド活性化プロテインCの生物学的機能を分析し、それがTh17細胞の病原性シグネチャーの一部として同定された遺伝子の一部の発現を減少させることが見出された。さらに、Th17細胞中のPROCR発現は、Th17細胞の病原性を低減させ、ヒト多発性硬化症についてのマウスモデルにおける疾患を改善した。
これらの結果は、PROCRがそのリガンドの結合を介してTh17細胞の病原性についての調節遺伝子として機能することを意味する。したがって、この経路の調節は、炎症および自己免疫疾患に対する治療アプローチに利用することができることが想定される。
これらの試験は、PROCRのTh17特異的発現および自己免疫Th17病原性の低減におけるその役割を記載する最初のものである。したがって、抗体または他のアゴニストを介するPROCRの活性化は、免疫応答、例えば、炎症自己免疫障害における治療方針として有用である。さらに、抗体または他の阻害剤を介するPROCRの遮断を利用してある感染作用物質および病原体に対する保護Th17応答を増強することができる。
PROCRは、Th17細胞中で発現される:膜受容体PROCR(プロテインC受容体;EPCRまたはCD201とも呼ばれる)は、上皮細胞、単球、マクロファージ、好中球、好酸球、およびナチュラルキラー細胞上に存在するが、その発現は、T細胞に対してこれまで報告されていなかった(Griffin JH,Zlokovic BV,Mosnier LO.2012.Protein C anticoagulant and cytoprotective pathways.Int J Hematol 95:333−45)。しかしながら、本明細書に記載のTh17細胞の詳細なトランスクリプトーム分析により、Th17細胞分化(Yosef N,Shalek AK,Gaublomme JT,Jin H,Lee Y,Awasthi A,Wu C,Karwacz K,Xiao S,Jorgolli M,Gennert D,Satija R,Shakya A,Lu DY,Trombetta JJ,Pillai MR,Ratcliffe PJ,Coleman ML,Bix M,Tantin D,Park H,Kuchroo VK,Regev A.2013.Dynamic regulatory network controlling TH17 cell differentiation.Nature 496:461−8)に重要なノードとしてPROCRが同定された。PROCRは、CD1/MHC分子と構造的相同性を共有し、活性化プロテインC(aPC)ならびに血液凝固第VII因子およびγδT細胞のVγ4Vδ5TCRに結合する。PROCRは、その短い細胞質テイルに起因して、直接シグナリングしないが、Gタンパク質共役受容体PAR1と会合することによりシグナリングする(図30a;(Griffin et al,Int J Hematol 95:333−45(2012)))。Thサブセット上のPROCR発現を分析するため、CD4+T細胞を極性化条件下でインビトロで分化させ、PROCR発現を測定した。Th17細胞のネットワーク分析により示されるとおり、高レベルのPROCRをTh17条件下で分化させた細胞中で検出することができた(図31b)。免疫応答の間のTh17細胞上のPROCRの発現を試験するため、マウスをMOG/CFAにより免疫化してEAEを誘導した。PROCRは、脾臓およびリンパ節中のT細胞上では発現されなかった。対照的に、これは、CNSを浸潤するTh17細胞上で検出することができた(図31c)。これらのデータは、PROCRがインビトロおよびインビボでTh17細胞上で発現され、この場合、それが主として標的臓器を浸潤するT細胞に制限されることを示す。Th17細胞中のPROCRの機能を調査するため、低PROCR突然変異体(PROCRd/d)からのT細胞を使用してPROCRの損失がIL−17産生にいかに影響するかを試験するように試験を設計した。PROCR欠損は、初期胚性致死を引き起こす一方(胚10.5日目)(Gu JM,Crawley JT,Ferrell G,Zhang F,Li W,Esmon NL,Esmon CT.2002.Disruption of the endothelial cell protein C receptor gene in mice causes placental thrombosis and early embryonic lethality.J Biol Chem 277:43335−43)、少量(野生型の<10%)のみのPROCRを保持するPROCRの低発現は、致死を完全に回避するために十分であり、マウスは定常状態条件下で正常に発生する(Castellino FJ,Liang Z,Volkir SP,Haalboom E,Martin JA,Sandoval−Cooper MJ,Rosen ED.2002.Mice with a severe deficiency of the endothelial protein C receptor gene develop,survive,and reproduce normally,and do not present with enhanced arterial thrombosis after challenge.Thromb Haemost 88:462−72)。敗血症ショックについてのモデルにおいてチャレンジした場合、PROCRd/dマウスは、WTマウスと比較して低下した生存率を示す(Iwaki T,Cruz DT,Martin JA,Castellino FJ.2005.A cardioprotective role for the endothelial protein C receptor in lipopolysaccharide−induced endotoxemia in the mouse.Blood 105:2364−71)。Th17条件下で分化させたナイーブCD4+PROCRd/dT細胞は、WTナイーブCD4+T細胞と比較して少ないIL−17を産生した(図31d)。IL23とともに培養したエフェクターメモリーPROCRd/dT細胞は、WTメモリーT細胞よりも多いIL−17を産生した。したがって、PROCRは、PD−1と同様に、ナイーブCD4T細胞からのTh17細胞の生成を促進するが、Th17エフェクターT細胞の機能を阻害する。
腫瘍モデルにおけるPROCRノックダウン分析:図34は、PROCR突然変異マウスのB16腫瘍接種を示すグラフである。7週齢の野生型またはPROCR突然変異(EPCRデルタ)C57BL/6マウスに、5×10個のB16F10黒色腫細胞を接種した。図34に示されるとおり、PROCRの阻害は、腫瘍増殖を示した。したがって、PROCRの阻害は、腫瘍増殖の妨害のために、および癌の治療のための他の治療用途において有用である。
PD−1およびPROCRは、Th17病原性に影響する:Th17細胞は、極めて異種性であり、Th17サブセットの病原性は、それらの分化の間のサイトカイン環境に応じて異なる(Zielinski CE,Mele F,Aschenbrenner D,Jarrossay D,Ronchi F,Gattorno M,Monticelli S,Lanzavecchia A,Sallusto F.2012.Pathogen−induced human TH17 cells produce IFN−gamma or IL−10 and are regulated by IL−1beta.Nature 484:514−8;Lee Y,Awasthi A,Yosef N,Quintana FJ,Peters A,Xiao S,Kleinewietfeld M,Kunder S,Sobel RA,Regev A,Kuchroo V.2012.Induction and molecular signature of pathogenic Th17 cells.Nat Immunol In press;およびGhoreschi K,Laurence A,Yang XP,Tato CM,McGeachy MJ,Konkel JE,Ramos HL,Wei L,Davidson TS,Bouladoux N,Grainger JR,Chen Q,Kanno Y,Watford WT,Sun HW,Eberl G,Shevach EM,Belkaid Y,Cua DJ,Chen W,O’Shea JJ.2010.Generation of pathogenic T(H)17 cells in the absence of TGF−beta signalling.Nature 467:967−71)。サイトカイン環境に加え、いくつかの共刺激経路がTヘルパーサブセット、例として、Th17細胞の分化および機能の調節に関与している。CTLA−4−B7相互作用は、Th17分化を阻害する(Ying H,Yang L,Qiao G,Li Z,Zhang L,Yin F,Xie D,Zhang J.2010.Cutting edge:CTLA−4−−B7 interaction suppresses Th17 cell differentiation.J Immunol 185:1375−8)。さらに、本明細書に記載の研究により、ICOSがTh17細胞の維持における重要な役割を担うことが明らかになった(Bauquet AT,Jin H,Paterson AM,Mitsdoerffer M,Ho IC,Sharpe AH,Kuchroo VK.2009.The costimulatory molecule ICOS regulates the expression of c−Maf and IL−21 in the development of follicular T helper cells and TH−17 cells.Nat Immunol 10:167−75)。
本明細書における病原性対非病原性Th17細胞の詳細なゲノム分析に基づき、自己免疫疾患における病原性対非病原性エフェクターTh17細胞を定義する分子シグネチャーが決定された(Lee Y,Awasthi A,Yosef N,Quintana FJ,Peters A,Xiao S,Kleinewietfeld M,Kunder S,Sobel RA,Regev A,Kuchroo V.2012.Induction and molecular signature of pathogenic Th17 cells.Nat Immunol In press)。興味深いことに、PROCRは、非病原性Th17細胞のシグネチャーの一部であり、その発現は非病原性サブセット中で高度に増加する(図32a)。さらに、PROCRは、Th17病原性の調節における機能的役割を担うと考えられる。それというのも、PROCRのそのリガンドaPCによるエンゲージメントが、一部の非病原性シグネチャー遺伝子を誘導する一方、PROCRd/dマウスからのTh17細胞がそれらの遺伝子の発現の減少を示すためである(図32b)。PROCRが自己免疫のインビボモデルにおけるTh17細胞の病原性に影響し得るか否かを試験するため、EAEについての養子移植モデルを使用した。疾患を誘導するため、MOG特異的2D2TCRトランスジェニックT細胞をTh17条件下で分化させ、次いでナイーブレシピエント中に移植した。図32cに示されるとおり、Th17細胞上のPROCRの強制発現は、疾患を改善し、このことは、PROCRが病原性Th17細胞の非病原性Th17細胞に向かう変換をドライブすることを裏付けた。さらに、PD−1:PD−L1相互作用がインビボでエフェクターTh17細胞の病原性を制限することが見出された。MOG35−55特異的(2D2)Th17エフェクター細胞をWTとPD−L1−/−マウス中に移植した場合、PD−L1−/−レシピエントは、EAEの兆候を急速に発症し(移植後5日ほどの初期)、EAEの重症度は顕著に増加し、ほとんどの実験はPD−L1−/−レシピエントの疾病の急速な発症に起因して終了を余儀なくされた(図32d)。CNS浸潤細胞の数は、PD−L1−/−レシピエントにおいて有意に増加し、WTマウスと比較してPD−L1−/−レシピエントにおける2D2+IL−17+の割合が大きかった。したがって、PD−1およびPROCRは両方とも、エフェクターTh17細胞の病原性を制御すると考えられる。
いくつかの共阻害分子が、抗原持続の間のT細胞機能不全に関与している。特に、PD−1およびTim−3は、癌および慢性ウイルス感染、例えば、ヒトにおけるHIV、HCVおよびマウスにおけるLCMVに広い関与を有する。マウスおよびヒトにおける自己反応性T細胞応答は、阻害分子の発現の低減を特徴とする。自己免疫状況におけるT細胞機能不全を誘導する能力は、臨床的に有益であり得る。Copaxone治療に対して応答するMS患者は、有意に上昇したレベルのPROCRおよびPD−L1の発現を示す。Tim−3発現の増加およびT細胞疲弊の促進はT細胞の脳炎誘発性を制限し、EAE重症度を低減させる能力を提供することが既に実証されている(Rangachari M,Zhu C,Sakuishi K,Xiao S,Karman J,Chen A,Angin M,Wakeham A,Greenfield EA,Sobel RA,Okada H,McKinnon PJ,Mak TW,Addo MM,Anderson AC,Kuchroo VK.2012.Bat3 promotes T cell responses and autoimmunity by repressing Tim−3−mediated cell death and exhaustion.Nat Med 18:1394−400)。したがって、Th17細胞中で選択的にエンリッチされる新規阻害分子PROCRが、T細胞疲弊における役割も担い得るか否かを決定するように、試験を設計した。PROCRは、PD−1およびTim−3の両方を発現する疲弊腫瘍浸潤リンパ球中で発現されることが見出された(図33a)。この観察と一致して、PROCRは、慢性LCMV感染の間に抗原特異的疲弊CD8T細胞中でほとんどエンリッチされることが見出された(図33b)。T細胞疲弊が慢性ウイルス感染および腫瘍免疫において有害である一方、疲弊の誘導は、自己免疫疾患を引き起こす潜在的に病原性のエフェクター細胞の制御における有益な役割を担い得る。PD−1およびPROCRの発現および/または機能の調節は、自己免疫の制御においてこのタスクを実行するための手段を提供し得る。
実施例7
Th細胞分化におけるFas
Fasは、FasR、CD95、APO−1、TNFRSF6としても公知であり、TNF受容体スーパーファミリーのメンバーである。FasLの結合は、カスパーゼ−8を活性化させ、アポトーシスをもたらすFADD(デスドメイン)に結合するFASトリマーをもたらす。Fasは、アポトーシス非依存性効果、例えば、肝細胞中のAkt、STAT3、およびNF−κBとの相互作用ならびに癌細胞中のNF−κBおよびMAPK経路との相互作用も呈する。
Lprマウスは、機能的ノックアウト(KO)を作出するFasについてのドミナントネガティブ(トランスポゾンイントロン1)である。これらのマウスは、リンパ増殖性疾患(lpr);週齢依存性、LN、脾臓の>25倍のサイズ増加;Thy1+B220+CD4−CD8−TCRa/b+T細胞の拡張を呈する。これらのマウスは、それらを全身性エリテマトーデス(SLE)のモデルとする自然抗dsDNA Ab、全身自己免疫を産生するが、それらのマウスは、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)に対して抵抗性である。Gldマウスは、FasLについてのドミナントネガティブである。
CD4Cre−/CD19Cre−/CD4Cre−CD19Cre−/LckCre−FasfloxであるFas floxマウスはリンパ増殖を呈さず、Thy1+B220+CD4−CD8−TCRa/b+T細胞の拡張を呈さない。これらのマウスは、進行性リンパ球減少症、炎症肺線維症、および消耗症候群を呈する。MxCre+ポリ(IC)−FasfloxであるFas floxマウスは、lpr表現型を呈する。MOGCre−FasfloxであるFas floxマウスは、EAEに対して抵抗性である。LysMCre−FasfloxであるFas floxマウスは、リンパ増殖および糸球体腎炎を呈する。
Fas(CD95)はアポトーシスを媒介する受容体として同定されたが、本明細書のデータは、FasがTh17分化およびEAEの発症に重要であることを明示する。本明細書のデータは、Fas欠損マウスがTh17細胞分化を欠損し、Th1およびTreg細胞に優先的に分化することを実証する。Fas欠損マウスにおけるTreg細胞の拡張およびTh17細胞の阻害は、EAEにおける疾患抵抗性を担い得る。
Fas欠損細胞は、Th17細胞に分化するそれらの能力が損なわれ、それらは、Th17条件(IL−1β+IL−6+IL−23)下でインビトロで培養した場合に有意により低いレベルのIL−17を産生する。さらに、これらは、Th17細胞に重要であるIL−23Rのレベルの低減を示す。それというのも、IL−23がTh17安定性および病原性に要求されるためである。対照的に、Fasは、IFN−γ産生およびTh1分化を阻害する。それというのも、Fas欠損マウスに由来する細胞は有意により高いレベルのIFN−γを分泌するためである。同様に、Fas欠損細胞は、Foxp3+Tregにより容易に分化し、より高いレベルのTregエフェクターサイトカインIL−10を分泌する。したがって、Fasは、TregおよびIFN−γ産生Th1細胞への分化を抑制する一方、Th17分化を促進すると考えられる。したがって、炎症自己免疫障害、例えば、EAEにおいて、Fasは、Tヘルパー細胞のバランスを、保護TregおよびIFN−γ産生Th1細胞から離れて、病原性Th17細胞に向けてシフトすることにより疾患進行を促進すると考えられる。
本発明を詳細な説明および実施例として目下記載してきたが、当業者は、本発明を種々の実施形態で実施することができることおよび上記の説明および実施例が説明の目的のためであり、以下の特許請求の範囲を限定するものでないことを認識する。

Claims (95)

  1. T細胞バランスをモジュレートする方法であって、T細胞またはT細胞の集団を、T細胞モジュレート剤の不存在下の前記T細胞またはT細胞の集団の分化、維持および/または機能と比較してTh17細胞、制御性T細胞(Treg)および他のT細胞サブセット間のバランスを変更することにより、前記T細胞またはT細胞の集団の分化、維持および/または機能を改変するために十分な量のT細胞モジュレート剤と接触させることを含む方法。
  2. 前記T細胞モジュレート剤が、表3〜9に列記されるものから選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤である、請求項1に記載の方法。
  3. 所望の遺伝子または標的遺伝子の組合せを選択し、Th17分化、維持および/もしくは機能の正の調節因子として、またはTh17分化、維持および/もしくは機能の負の調節因子として同定する、請求項2に記載の方法。
  4. 前記遺伝子または標的遺伝子の組合せが、Th17分化、維持および/または機能の正の調節因子であり、前記T細胞モジュレート剤が、分化、維持および/または機能を前記Th17表現型から離れてシフトさせるために十分な量のアンタゴニストである、請求項3に記載の方法。
  5. 前記標的遺伝子または標的遺伝子の組合せが、Th17分化、維持および/または機能の正の調節因子であり、前記T細胞モジュレート剤が、分化、維持および/または機能を前記Th17表現型に向けてシフトさせるために十分な量のアゴニストである、請求項3に記載の方法。
  6. 前記標的遺伝子または標的遺伝子の組合せが、Th17分化、維持および/または機能の負の調節因子であり、前記T細胞モジュレート剤が、分化、維持および/または機能を前記Th17表現型に向けてシフトさせるために十分な量のアンタゴニストである、請求項3に記載の方法。
  7. 前記標的遺伝子または標的遺伝子の組合せが、Th17分化、維持および/または機能の負の調節因子であり、前記T細胞モジュレート剤が、分化を前記Th17表現型および/または維持から離れてシフトさせるために十分な量のアゴニストである、請求項3に記載の方法。
  8. Th17分化、維持および/または機能の前記正の調節因子を、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3およびそれらの組合せから選択する、請求項3に記載の方法。
  9. Th17分化、維持および/または機能の前記正の調節因子を、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、FASおよびそれらの組合せから選択する、請求項3に記載の方法。
  10. Th17分化、維持および/または機能の前記負の調節因子を、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1およびそれらの組合せから選択する、請求項3に記載の方法。
  11. Th17分化、維持および/または機能の前記負の調節因子を、SP4、IKZF4、TSC22D3およびそれらの組合せから選択する、請求項3に記載の方法。
  12. 前記T細胞モジュレート剤が、Th17細胞と他のT細胞サブタイプとの間のバランスを変更する、請求項1に記載の方法。
  13. 前記他のT細胞サブタイプが、制御性T細胞(Treg)である、請求項12に記載の方法。
  14. 前記T細胞モジュレート剤が、Th17細胞へ向かうT細胞分化を誘導するために十分な量の可溶性FasポリペプチドもしくはFasに由来するポリペプチド、またはTh17細胞に向かうT細胞分化を誘導するために十分な量の、Th17細胞中のFasの発現、活性および/もしくは機能を向上もしくは増加させるアゴニストである、請求項1に記載の方法。
  15. 前記T細胞モジュレート剤が、制御性T細胞(Treg)、Th1細胞、またはTregおよびTh1細胞の組合せに向かう分化を誘導するために十分な量の、Fasの発現、活性および/または機能を阻害するアンタゴニストである、請求項1に記載の方法。
  16. 前記T細胞モジュレート剤が、病原性Th17細胞と非病原性Th17細胞との間のバランスを変更する、請求項1に記載の方法。
  17. 前記T細胞モジュレート剤が、Th17細胞を病原性から非病原性シグネチャーに切り替えるために十分な量の、可溶性プロテインC受容体(PROCR)ポリペプチドもしくはPROCRに由来するポリペプチド、またはTh17細胞を病原性から非病原性シグネチャーに切り替えるために十分な量の、Th17細胞中のPROCRの発現、活性および/もしくは機能を向上もしくは増加させるアゴニストである、請求項16に記載の方法。
  18. 前記T細胞モジュレート剤が、Th17細胞を非病原性から病原性シグネチャーに切り替えるために十分な量の、Th17細胞中のPROCRのアンタゴニストである、請求項16に記載の方法。
  19. 前記T細胞モジュレート剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記T細胞モジュレート剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記T細胞が、ナイーブT細胞、部分分化T細胞、分化T細胞、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の組合せ、ナイーブT細胞および分化T細胞の組合せ、部分分化T細胞および分化T細胞の組合せ、またはナイーブT細胞、部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項1〜20のいずれか一項に記載の方法。
  22. 腫瘍増殖の阻害が必要とされる対象における腫瘍増殖を阻害する方法であって、前記対象に治療有効量のプロテインC受容体(PROCR)の阻害剤を投与すること含む方法。
  23. PROCRの前記阻害剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチド剤、ペプチド剤、核酸剤、核酸リガンド、または小分子剤である、請求項22に記載の方法。
  24. PROCRの前記阻害剤が、リポ多糖;シスプラチン;フィブリノゲン;1,10−フェナントロリン;5−N−エチルカルボキサミドアデノシン;シスタチオニン;ヒルジン;リン脂質;ドロトレコギンアルファ;VEGF;ホスファチジルエタノールアミン;セリン;ガンマ−カルボキシグルタミン酸;カルシウム;ワルファリン;エンドトキシン;クルクミン;脂質;および一酸化窒素からなる群から選択される1つ以上の薬剤である、請求項22に記載の方法。
  25. 細胞集団におけるTh17分化を阻害し、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4、BCL6およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカインもしくは非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させる方法であって、T細胞を、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/機能を阻害する薬剤と接触させることを含む方法。
  26. 前記薬剤が、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6、FASまたはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を阻害する、請求項25に記載の方法。
  27. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである、請求項25または26に記載の方法。
  28. 細胞集団におけるTh17分化を阻害し、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカインもしくは非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させる方法であって、T細胞を、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤と接触させることを含む方法。
  29. 前記薬剤が、SP4、IKZF4、TSC22D3またはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を向上させる、請求項28に記載の方法。
  30. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである、請求項28または29に記載の方法。
  31. 細胞集団におけるTh17の分化を向上させ、インターロイキン17F(IL−17F)、インターロイキン17A(IL−17A)、STAT3、インターロイキン21(IL−21)およびRAR関連オーファン受容体C(RORC)から選択される1つ以上のTh17関連サイトカインもしくは1つ以上のTh17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させ、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカインもしくは非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を減少させる方法であって、T細胞を、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を阻害する薬剤と接触させることを含む方法。
  32. 前記薬剤が、SP4、IKZF4またはTSC22D3の少なくとも1つの発現、活性および/または機能を阻害する、請求項31に記載の方法。
  33. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである、請求項31または32に記載の方法。
  34. 細胞集団におけるTh17の分化を向上させ、インターロイキン17F(IL−17F)、インターロイキン17A(IL−17A)、STAT3、インターロイキン21(IL−21)およびRAR関連オーファン受容体C(RORC)から選択される1つ以上のTh17関連サイトカインもしくは1つ以上のTh17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を増加させ、ならびに/またはFOXP3、インターフェロンガンマ(IFN−γ)、GATA3、STAT4およびTBX21から選択される1つ以上の非Th17関連サイトカインもしくは非Th17関連転写調節因子の発現、活性および/もしくは機能を減少させる方法であって、T細胞を、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤と接触させることを含む方法。
  35. 前記薬剤が、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6またはFASの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を向上させる、請求項34に記載の方法。
  36. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである、請求項34または35に記載の方法。
  37. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項27に記載の方法。
  38. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項30に記載の方法。
  39. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項33に記載の方法。
  40. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項36に記載の方法。
  41. 前記薬剤が、抗体である、請求項27に記載の方法。
  42. 前記薬剤が、抗体である、請求項30に記載の方法。
  43. 前記薬剤が、抗体である、請求項33に記載の方法。
  44. 前記薬剤が、抗体である、請求項36に記載の方法。
  45. 前記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項41に記載の方法。
  46. 前記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項42に記載の方法。
  47. 前記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項43に記載の方法。
  48. 前記抗体が、モノクローナル抗体である、請求項44に記載の方法。
  49. 前記抗体が、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である、請求項41に記載の方法。
  50. 前記抗体が、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である、請求項42に記載の方法。
  51. 前記抗体が、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である、請求項43に記載の方法。
  52. 前記抗体が、キメラ、ヒト化または完全ヒトモノクローナル抗体である、請求項44に記載の方法。
  53. 前記T細胞が、ナイーブT細胞、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の組合せ、ナイーブT細胞および分化T細胞の組合せ、またはナイーブT細胞、部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項25に記載の方法。
  54. 前記T細胞が、ナイーブT細胞、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の組合せ、ナイーブT細胞および分化T細胞の組合せ、またはナイーブT細胞、部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項28に記載の方法。
  55. 前記T細胞が、ナイーブT細胞、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の組合せ、ナイーブT細胞および分化T細胞の組合せ、またはナイーブT細胞、部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項31に記載の方法。
  56. 前記T細胞が、ナイーブT細胞、ナイーブT細胞および部分分化T細胞の組合せ、ナイーブT細胞および分化T細胞の組合せ、またはナイーブT細胞、部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項34に記載の方法。
  57. 前記T細胞が、部分分化T細胞、分化T細胞、または部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項25に記載の方法。
  58. 前記T細胞が、部分分化T細胞、分化T細胞、または部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項28に記載の方法。
  59. 前記T細胞が、部分分化T細胞、分化T細胞、または部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項31に記載の方法。
  60. 前記T細胞が、部分分化T細胞、分化T細胞、または部分分化T細胞および分化T細胞の組合せである、請求項34に記載の方法。
  61. 前記T細胞が、Th17T細胞であり、前記薬剤を、前記Th17T細胞の表現型をモジュレートしてTh17T細胞表現型以外のCD4+T細胞表現型を産生するために十分な量で投与する、請求項25または28に記載の方法。
  62. 前記T細胞が、Th17T細胞以外のCD4+T細胞であり、前記薬剤を、非Th17T細胞の表現型をモジュレートしてTh17T細胞表現型を産生するために十分な量で投与する、請求項31または34に記載の方法。
  63. Th17分化、維持および/または機能に関連するシグネチャー遺伝子、遺伝子シグネチャーまたは他の遺伝子エレメントを同定する方法であって、
    a)T細胞を、Th17分化の阻害剤またはTh17分化を向上させる薬剤と接触させること;および
    b)ステップ(a)により発現がモジュレートされたシグネチャー遺伝子、遺伝子シグネチャーまたは他の遺伝子エレメントを同定すること
    を含む方法。
  64. c)Th17分化の阻害剤またはTh17分化を向上させる薬剤と接触させたT細胞中でステップ(b)において同定された前記シグネチャー遺伝子、遺伝子シグネチャーまたは遺伝子エレメントの発現を摂動させること;および
    d)ステップ(c)により発現がモジュレートされた標的遺伝子を同定すること
    をさらに含む、請求項63に記載の方法。
  65. Th17分化の前記阻害剤が、表3〜9に列記されるものから選択される標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である、請求項63または64に記載の方法。
  66. Th17分化の前記阻害剤が、MINA、MYC、NKFB1、NOTCH、PML、POU2AF1、PROCR、RBPJ、SMARCA4、ZEB1、BATF、CCR5、CCR6、EGR1、EGR2、ETV6、FAS、IL12RB1、IL17RA、IL21R、IRF4、IRF8、ITGA3またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を阻害する薬剤である、請求項63または64に記載の方法。
  67. 前記薬剤が、MINA、PML、POU2AF1、PROCR、SMARCA4、ZEB1、EGR2、CCR6またはFASの少なくとも1つを発現、活性および/または機能を阻害する、請求項66に記載の方法。
  68. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである、請求項66に記載の方法。
  69. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアンタゴニスト、ペプチドアンタゴニスト、核酸アンタゴニスト、核酸リガンド、または小分子アンタゴニストである、請求項67に記載の方法。
  70. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項66に記載の方法。
  71. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項67に記載の方法。
  72. Th17分化の前記阻害剤が、SP4、ETS2、IKZF4、TSC22D3、IRF1またはそれらの組合せの発現、活性および/または機能を向上させる薬剤である、請求項63または64に記載の方法。
  73. 前記薬剤が、SP4、IKZF4、TSC22D3またはそれらの組合せの少なくとも1つの発現、活性および/または機能を向上させる、請求項72に記載の方法。
  74. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである、請求項72に記載の方法。
  75. 前記薬剤が、抗体、可溶性ポリペプチド、ポリペプチドアゴニスト、ペプチドアゴニスト、核酸アゴニスト、核酸リガンド、または小分子アゴニストである、請求項73に記載の方法。
  76. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項72に記載の方法。
  77. 前記薬剤が、表10に列記されるものから選択される1つ以上の薬剤である、請求項73に記載の方法。
  78. Th17分化の誘導をモジュレートする方法であって、T細胞を、IRF1、IRF8、IRF9、STAT2、STAT3、IRF7、STAT1、ZFP281、IFI35、REL、TBX21、FLI1、BATF、IRF4、AES、AHR、ARID5A、BCL11B、BCL3、CBFB、CBX4、CHD7、CITED2、CREB1、E2F4、EGR1、EGR2、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FOXO1、GATA3、GATAD2B、HIF1A、ID2、IKZF4、IRF2、IRF3、JMJD1C、JUN、LEF1、LRRFIP1、MAX、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、PRDM1、RELA、RUNX1、SAP18、SATB1、SMAD2、SMARCA4、SP100、SP4、STAT4、STAT5B、STAT6、TFEB、TP53、TRIM24、ZFP161、およびそれらの任意の組合せから選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤と接触させることを含む方法。
  79. Th17表現型の発生およびTh17T細胞の増幅をモジュレートする方法であって、T細胞を、IRF8、STAT2、STAT3、IRF7、JUN、STAT5B、ZPF2981、CHD7、TBX21、FLI1、SATB1、RUNX1、BATF、RORC、SP4、AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、BATF、BCL11B、BCL3、BCL6、CBFB、CBX4、CDC5L、CEBPB、CREB1、CREB3L2、CREM、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、HIF1A、HMGB2、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF9、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF9、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MAZ、MINA、MTA3、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、RELA、RORA、SAP18、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SS18、STAT1、STAT5A、STAT6、SUZ12、TFEB、TLE1、TP53、TRIM24、TRIM28、TRPS1、VAV1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP62、ZNF238、ZNF281、ZNF703、およびそれらの任意の組合せから選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤と接触させることを含む方法。
  80. Th17細胞の安定化をモジュレートし、および/またはTh17関連インターロイキン23(IL−23)シグナリングをモジュレートする方法であって、T細胞を、STAT2、STAT3、JUN、STAT5B、CHD7、SATB1、RUNX1、BATF、RORC、SP4、IRF4、AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、ATF3、ATF4、BATF3、BCL11B、BCL3、BCL6、C21ORF66、CBFB、CBX4、CDC5L、CDYL、CEBPB、CHMP1B、CIC、CITED2、CREB1、CREB3L2、CREM、CSDA、DDIT3、E2F1、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、GATA3、GATAD2B、HCLS1、HIF1A、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF7、IRF8、IRF9、JARID2、JMJD1C、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF7、KLF9、LASS4、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MEN1、MINA、MTA3、MXI1、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF13、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、REL、RELA、RNF11、RORA、RUNX2、SAP18、SAP30、SERTAD1、SIRT2、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD4、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP100、SS18、STAT1、STAT4、STAT5A、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TGIF1、TLE1、TP53、TRIM24、TRPS1、TSC22D3、UBE2B、VAV1、VAX2、XBP1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP36L1、ZFP36L2、ZNF238、ZNF281、ZNF703、ZNRF1、ZNRF2、およびそれらの任意の組合せから選択される1つ以上の標的遺伝子または1つ以上の標的遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能をモジュレートする薬剤と接触させることを含む方法。
  81. 初期のTh17分化、維持および/または機能に関連する標的遺伝子の1つ以上をモジュレートする方法であって、前記標的遺伝子を、
    (a)AES、AHR、ARID5A、BATF、BCL11B、BCL3、CBFB、CBX4、CHD7、CITED2、CREB1、E2F4、EGR1、EGR2、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FLI1、FOXO1、GATA3、GATAD2B、HIF1A、ID2、IFI35、IKZF4、IRF1、IRF2、IRF3、IRF4、IRF7、IRF9、JMJD1C、JUN、LEF1、LRRFIP1、MAX、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、PRDM1、REL、RELA、RUNX1、SAP18、SATB1、SMAD2、SMARCA4、SP100、SP4、STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5B、STAT6、TFEB、TP53、TRIM24、ZFP161、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (b)FAS、CCR5、IL6ST、IL17RA、IL2RA、MYD88、CXCR5、PVR、IL15RA、IL12RB1、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (c)EIF2AK2、DUSP22、HK2、RIPK1、RNASEL、TEC、MAP3K8、SGK1、PRKCQ、DUSP16、BMP2K、PIM2、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (d)HK2、CDKN1A、DUT、DUSP1、NADK、LIMK2、DUSP11、TAOK3、PRPS1、PPP2R4、MKNK2、SGK1、BPGM、TEC、MAPK6、PTP4A2、PRPF4B、ACP1、CCRN4L、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上;ならびに
    (e)CD200、CD40LG、CD24、CCND2、ADAM17、BSG、ITGAL、FAS、GPR65、SIGMAR1、CAP1、PLAUR、SRPRB、TRPV2、IL2RA、KDELR2、TNFRSF9、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される初期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上
    から選択する方法。
  82. 中期のTh17分化、維持および/または機能に関連する標的遺伝子の1つ以上をモジュレートする方法であって、前記標的遺伝子を、
    (a)AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、BATF、BCL11B、BCL3、BCL6、CBFB、CBX4、CDC5L、CEBPB、CHD7、CREB1、CREB3L2、CREM、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、ETV6、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、HIF1A、HMGB2、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF7、IRF8、IRF9、JUN、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF9、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MAZ、MINA、MTA3、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、RELA、RORA、RUNX1、SAP18、SATB1、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP4、SS18、STAT1、STAT2、STAT3、STAT5A、STAT5B、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TLE1、TP53、TRIM24、TRIM28、TRPS1、VAV1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP62、ZNF238、ZNF281、ZNF703、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (b)IL7R、ITGA3、IL1R1、CCR5、CCR6、ACVR2A、IL6ST、IL17RA、CCR8、DDR1、PROCR、IL2RA、IL12RB2、MYD88、PTPRJ、TNFRSF13B、CXCR3、IL1RN、CXCR5、CCR4、IL4R、IL2RB、TNFRSF12A、CXCR4、KLRD1、IRAK1BP1、PVR、IL12RB1、IL18R1、TRAF3、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (c)PSTPIP1、PTPN1、ACP5、TXK、RIPK3、PTPRF、NEK4、PPME1、PHACTR2、HK2、GMFG、DAPP1、TEC、GMFB、PIM1、NEK6、ACVR2A、FES、CDK6、ZAK、DUSP14、SGK1、JAK3、ULK2、PTPRJ、SPHK1、TNK2、PCTK1、MAP4K3、TGFBR1、HK1、DDR1、BMP2K、DUSP10、ALPK2、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (d)HK2、ZAP70、NEK6、DUSP14、SH2D1A、ITK、DUT、PPP1R11、DUSP1、PMVK、TK1、TAOK3、GMFG、PRPS1、SGK1、TXK、WNK1、DUSP19、TEC、RPS6KA1、PKM2、PRPF4B、ADRBK1、CKB、ULK2、PLK1、PPP2R5A、PLK2、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上;ならびに
    (e)CTLA4、CD200、CD24、CD5L、CD9、IL2RB、CD53、CD74、CAST、CCR6、IL2RG、ITGAV、FAS、IL4R、PROCR、GPR65、TNFRSF18、RORA、IL1RN、RORC、CYSLTR1、PNRC2、LOC390243、ADAM10、TNFSF9、CD96、CD82、SLAMF7、CD27、PGRMC1、TRPV2、ADRBK1、TRAF6、IL2RA、THY1、IL12RB2、TNFRSF9、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される中期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上
    から選択する方法。
  83. 後期のTh17分化、維持および/または機能に関連する標的遺伝子の1つ以上をモジュレートする方法であって、前記標的遺伝子を、
    (a)AES、AHR、ARID3A、ARID5A、ARNTL、ASXL1、ATF3、ATF4、BATF、BATF3、BCL11B、BCL3、BCL6、C21ORF66、CBFB、CBX4、CDC5L、CDYL、CEBPB、CHD7、CHMP1B、CIC、CITED2、CREB1、CREB3L2、CREM、CSDA、DDIT3、E2F1、E2F4、E2F8、EGR1、EGR2、ELK3、ELL2、ETS1、ETS2、EZH1、FLI1、FOSL2、FOXJ2、FOXO1、FUS、GATA3、GATAD2B、HCLS1、HIF1A、ID1、ID2、IFI35、IKZF4、IRF3、IRF4、IRF7、IRF8、IRF9、JARID2、JMJD1C、JUN、JUNB、KAT2B、KLF10、KLF6、KLF7、KLF9、LASS4、LEF1、LRRFIP1、MAFF、MAX、MEN1、MINA、MTA3、MXI1、MYC、MYST4、NCOA1、NCOA3、NFE2L2、NFIL3、NFKB1、NMI、NOTCH1、NR3C1、PHF13、PHF21A、PML、POU2AF1、POU2F2、PRDM1、RARA、RBPJ、REL、RELA、RNF11、RORA、RORC、RUNX1、RUNX2、SAP18、SAP30、SATB1、SERTAD1、SIRT2、SKI、SKIL、SMAD2、SMAD4、SMAD7、SMARCA4、SMOX、SP1、SP100、SP4、SS18、STAT1、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B、STAT6、SUZ12、TBX21、TFEB、TGIF1、TLE1、TP53、TRIM24、TRPS1、TSC22D3、UBE2B、VAV1、VAX2、XBP1、ZEB1、ZEB2、ZFP161、ZFP36L1、ZFP36L2、ZNF238、ZNF281、ZNF703、ZNRF1、ZNRF2、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表5に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (b)IL7R、ITGA3、IL1R1、FAS、CCR5、CCR6、ACVR2A、IL6ST、IL17RA、DDR1、PROCR、IL2RA、IL12RB2、MYD88、BMPR1A、PTPRJ、TNFRSF13B、CXCR3、IL1RN、CXCR5、CCR4、IL4R、IL2RB、TNFRSF12A、CXCR4、KLRD1、IRAK1BP1、PVR、IL15RA、TLR1、ACVR1B、IL12RB1、IL18R1、TRAF3、IFNGR1、PLAUR、IL21R、IL23R、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表6に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (c)PTPLA、PSTPIP1、TK1、PTEN、BPGM、DCK、PTPRS、PTPN18、MKNK2、PTPN1、PTPRE、SH2D1A、PLK2、DUSP6、CDC25B、SLK、MAP3K5、BMPR1A、ACP5、TXK、RIPK3、PPP3CA、PTPRF、PACSIN1、NEK4、PIP4K2A、PPME1、SRPK2、DUSP2、PHACTR2、DCLK1、PPP2R5A、RIPK1、GK、RNASEL、GMFG、STK4、HINT3、DAPP1、TEC、GMFB、PTPN6、RIPK2、PIM1、NEK6、ACVR2A、AURKB、FES、ACVR1B、CDK6、ZAK、VRK2、MAP3K8、DUSP14、SGK1、PRKCQ、JAK3、ULK2、HIPK2、PTPRJ、INPP1、TNK2、PCTK1、DUSP1、NUDT4、TGFBR1、PTP4A1、HK1、DUSP16、ANP32A、DDR1、ITK、WNK1、NAGK、STK38、BMP2K、BUB1、AAK1、SIK1、DUSP10、PRKCA、PIM2、STK17B、TK2、STK39、ALPK2、MST4、PHLPP1、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表7に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (d)ZAP70、PFKP、NEK6、DUSP14、SH2D1A、INPP5B、ITK、PFKL、PGK1、CDKN1A、DUT、PPP1R11、DUSP1、PMVK、PTPN22、PSPH、TK1、PGAM1、LIMK2、CLK1、DUSP11、TAOK3、RIOK2、GMFG、UCKL1、PRPS1、PPP2R4、MKNK2、DGKA、SGK1、TXK、WNK1、DUSP19、CHP、BPGM、PIP5K1A、TEC、MAP2K1、MAPK6、RPS6KA1、PTP4A2、PKM2、PRPF4B、ADRBK1、CKB、ACP1、ULK2、CCRN4L、PRKCH、PLK1、PPP2R5A、PLK2、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表8に列記される標的遺伝子の1つ以上;
    (e)CTLA4、TNFRSF4、CD44、PDCD1、CD200、CD247、CD24、CD5L、CCND2、CD9、IL2RB、CD53、CD74、ADAM17、BSG、CAST、CCR6、IL2RG、CD81、CD6、CD48、ITGAV、TFRC、ICAM2、ATP1B3、FAS、IL4R、CCR7、CD52、PROCR、GPR65、TNFRSF18、FCRL1、RORA、IL1RN、RORC、P2RX4、SSR2、PTPN22、SIGMAR1、CYSLTR1、LOC390243、ADAM10、TNFSF9、CD96、CAP1、CD82、SLAMF7、PLAUR、CD27、SIVA1、PGRMC1、SRPRB、TRPV2、NR1H2、ADRBK1、GABARAPL1、TRAF6、IL2RA、THY1、KDELR2、IL12RB2、TNFRSF9、SCARB1、IFNGR1、およびそれらの任意の組合せからなる群から選択される後期のTh17分化、維持および/または機能に関連するものとして表9に列記される標的遺伝子の1つ以上
    から選択する方法。
  84. 対象における免疫応答を診断する方法であって、表1に列記されるものおよび表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能のレベルを検出すること、ならびに前記検出レベルを、シグネチャー遺伝子または遺伝子産物発現、活性および/または機能の対照レベルと比較することを含み、前記検出レベルと前記対照レベルとの差が、前記対象における免疫応答の存在を示す方法。
  85. 前記免疫応答が、自己免疫応答である、請求項84に記載の方法。
  86. 前記免疫応答が、炎症応答である、請求項84に記載の方法。
  87. 対象における免疫応答をモニタリングする方法であって、表1または表2に列記されるものから選択される1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能の第1のレベルを、第1の時点において検出すること、表1または表2に列記されるものから選択される前記1つ以上のシグネチャー遺伝子または1つ以上のシグネチャー遺伝子の1つ以上の産物の発現、活性および/または機能の第2のレベルを、第2の時点において検出すること、ならびに発現、活性および/または機能の前記第1の検出レベルと、発現、活性および/または機能の前記第2の検出レベルとを比較することを含み、前記第1および第2の検出レベルの変化が、前記対象における前記免疫応答の変化を示す方法。
  88. 前記免疫応答が、自己免疫応答である、請求項87に記載の方法。
  89. 前記免疫応答が、炎症応答である、請求項87に記載の方法。
  90. 対象における免疫応答をモニタリングする方法であって、T細胞の集団を前記対象から第1の時点において単離すること、前記T細胞集団内のT細胞サブタイプの第1の比を第1の時点において決定すること、T細胞の集団を前記対象から第2の時点において単離すること、前記T細胞集団内のT細胞サブタイプの第2の比を第2の時点において決定すること、ならびにT細胞サブタイプの前記第1および第2の比を比較することを含み、前記第1および第2の検出比の変化が、前記対象における前記免疫応答の変化を示す方法。
  91. 前記第1の比および前記第2の比が、前記第1および第2のT細胞集団中のTh17細胞のレベルと非Th17細胞との比較を含む、請求項90に記載の方法。
  92. 前記非Th17細胞が、制御性T細胞(Treg)である、請求項90に記載の方法。
  93. 前記第1の比および前記第2の比が、前記第1および第2のT細胞集団中の病原性Th17細胞のレベルと非病原性Th17細胞との比較を含む、請求項90に記載の方法。
  94. 前記免疫応答が、自己免疫応答である、請求項90に記載の方法。
  95. 前記免疫応答が、炎症応答である、請求項90に記載の方法。
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