JP2022536859A - Interleukin-27産生b細胞及びその使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、阻害性細胞表面受容体リンパ球活性化遺伝子3(LAG-3)、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、およびC-X-Cケモカイン受容体タイプ4(CXCR4)を発現し、かつ、インターロイキン-27(IL-27)を分泌する、約75%以上のB-1a制御性細胞を含む、哺乳類細胞の単離された集団に関する。本発明は、前記細胞の集団を調製し、使用して、免疫系を抑制し、及び/又は、疾患を治療又は予防する方法にも関する。【選択図】図19
Description
関連出願の相互参照
本特許出願は、2019年6月18日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第62/863,054号(参照によりその全体が本明細書に組込まれる)の利益を主張する。
本特許出願は、2019年6月18日に出願された同時係属中の米国仮特許出願第62/863,054号(参照によりその全体が本明細書に組込まれる)の利益を主張する。
連邦によって支援された研究開発に関する陳述
本発明は、連邦政府の支援を受け、プロジェクト番号Z01EY000350-18の下、国立衛生研究所の国立眼病研究所によりなされた。本発明において、連邦政府は一定の権利を有する。
本発明は、連邦政府の支援を受け、プロジェクト番号Z01EY000350-18の下、国立衛生研究所の国立眼病研究所によりなされた。本発明において、連邦政府は一定の権利を有する。
電子的に提出された物件の参照による組込み
本明細書と同時に提出され、以下の通り識別される、コンピューターで読み取り可能なヌクレオチド/アミノ酸の配列表は、参照により、その全体が本明細書に組込まれる:2020年6月12日付の「749447_ST25.TXT」という名前の2,692バイトのASCII(テキスト)ファイル1件。
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ブドウ膜炎、加齢性黄斑変性症(AMD)、移植片対宿主病(GVHD)、および多発性硬化症(MS)は、有害な免疫学的活動の結果として開始または進行する疾患である。これらの病気は、失明、麻痺、および生活の質に影響を与える重大な病的状態を引き起こす可能性がある。ブドウ膜炎は、感染性または自己免疫性の病因の潜在的に視力を脅かす眼内炎症性疾患の多様なグループで構成され、自己反応性リンパ球はブドウ膜組織を攻撃および損傷することによって眼の病理に寄与する。同様に、自己免疫プロセスは、AMDに関連する網膜変性の進行に大きく寄与するが、AMDを開始するプロセスは明確に特定されていない。MSは、有髄ニューロンを攻撃および/または破壊するリンパ球によって部分的に引き起こされ、それによってシナプスの伝達およびニューロン間通信を妨害する。GVHDでは、同種異系移植物はレシピエントの体を異物と見なし、移植組織は宿主個体を攻撃する。ステロイドはブドウ膜炎や多発性硬化症の効果的な治療法だが、深刻な副作用のために長期間使用することはできない。ブドウ膜炎や多発性硬化症と同様に、GVHDを治療するためのステロイドや免疫抑制剤の使用に関連する副作用があるかもしれない。さらに、現在AMDの効果的な治療法はなく、現行の治療法は進行性の網膜変性を遅らせることを目的とする。したがって、前述の疾患に対する安全で効果的な長期治療に対する満たされていない必要性が残っている。
本発明は、阻害性細胞表面受容体リンパ球活性化遺伝子3(LAG-3)、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、およびCXCケモカイン受容体タイプ4(CXCR4)、および分泌インターロイキン-27(IL-27)を発現する約75%以上のB-1a制御性細胞を含む哺乳類細胞の単離された集団を提供する。
本発明はまた、(a)蛍光活性化細胞選別(FACS)を使用して哺乳類末梢リンパ組織、哺乳類臍帯血、哺乳類腹水、または哺乳類骨髄のサンプルから分化5陽性(CD5+)発現細胞のクラスターを単離して、単離CD5+発現細胞を提供すること、(b)該単離CD5+発現細胞を細胞培養培地で培養して、培養細胞を提供すること、(c)培養細胞をBCR(B細胞受容体)またはTLR(Toll様受容体)アゴニストで活性化して、活性化細胞を提供すること、および(d)活性化された細胞をIL-27に曝露することを含む、本発明の実施形態の哺乳類細胞の集団を調製する方法を提供する。
本発明はさらに、哺乳類の免疫系を抑制する方法であって、本発明の実施形態の哺乳類細胞の集団を哺乳類に投与することを含む方法を提供する。
本発明はさらに、移植片対宿主病を罹患する哺乳類を治療する方法であって、移植片対宿主病を罹患する哺乳類に本発明の実施形態の哺乳類細胞の集団を投与することを含む、方法を提供する。
本発明は、哺乳類における移植片対宿主病の重症度を予防または軽減する方法であって、哺乳類が同種異系移植物を受容する前に、本発明の実施形態の哺乳類細胞の集団を哺乳類に投与することを含む方法を提供する。
本発明は、哺乳類における移植片対宿主病の重症度を予防または軽減する方法であって、(a)本発明の実施形態の哺乳類細胞の集団を移植材料と混合して移植混合物を形成すること、および(b)該移植混合物を哺乳類に投与することを含む方法を提供する。
発明の詳細な説明
制御性B細胞(Breg)は、IL-10またはIL-35を単独で、または阻害性細胞表面受容体と組み合わせて産生することにより、自己免疫疾患を抑制する。しかし、これまでに記載されたBreg(例えば、米国特許第9,629,897号)は、抗原特異的であり、B2リンパ球系譜に由来する。本発明は、インターロイキン-27(i27-Bregs)を産生および分泌するB-1a系譜の制御性B細胞の天然に存在しない高濃度の集団を含むヒト細胞の単離された集団を提供する。
制御性B細胞(Breg)は、IL-10またはIL-35を単独で、または阻害性細胞表面受容体と組み合わせて産生することにより、自己免疫疾患を抑制する。しかし、これまでに記載されたBreg(例えば、米国特許第9,629,897号)は、抗原特異的であり、B2リンパ球系譜に由来する。本発明は、インターロイキン-27(i27-Bregs)を産生および分泌するB-1a系譜の制御性B細胞の天然に存在しない高濃度の集団を含むヒト細胞の単離された集団を提供する。
インターロイキン-27(IL-27)は、IL-12サイトカインファミリーのメンバーである。IL-27は、ebi3(エプスタインバーウイルス誘導遺伝子3)およびIL-27p28によってコードされる2つの異なるタンパク質サブユニットで構成されるヘテロ二量体サイトカインである。IL-27は細胞によって発現され、IL-27受容体(IL-27R)と相互作用する。IL-27Rは、IL-27α(IL-27 alpha)およびgpl30の2つのタンパク質で構成されている。IL-27は、免疫系のT細胞の多様な集団の分化を誘導する。炎症性刺激によるB-1a制御性細胞の天然の活性化は、IL-27産生と、脾臓へのi27-Bregの同時流出とを引き起こし、脾臓で従来のリンパ球を再プログラムして免疫調節機能を獲得させる。
本発明の細胞の集団は、約25%以上のB-1a制御性細胞(例えば、約30%以上、約35%以上、約40%以上、約45%以上、約55%または以上、約60%以上、約65%以上、約70%以上、約75%以上、約80%以上、約81%以上、約82%以上、約83%以上、約84%以上、約85%以上、約86%以上、約87%以上、約88%以上、約89%以上、または約90%以上のB-1a制御性細胞)を含むことができる。細胞集団内の他の細胞型と比較してそのような比較的高い割合でのB-1a細胞の集団は、人体または自然界に存在しない。人体内のB-1a細胞は、末梢リンパ組織で少数検出される(<2%)。2%未満のこの少数派の集団内では、i27-Bregは2%未満であり、天然に存在するヒト細胞集団の約4/10,000までしか含まれていない(つまり、0.02×0.02=0.0004)。
本発明の細胞の集団は、阻害性細胞表面受容体リンパ球活性化遺伝子3(LAG-3)、プログラムされた細胞死タンパク質1(PD-1)、およびC-X-Cケモカイン受容体タイプ4(CXCR4)を発現する。細胞の集団は、それらの表面に受容体を有するか、またはそれらの表面に受容体を有することができる可能性がある。
LAG-3(または分化クラスター223(CD223))は、ヒトのLAG3遺伝子によってコードされるタンパク質である。LAG3は免疫チェックポイント受容体である。
PD-1(または分化クラスター279(CD279))は、ヒトのPDCD1遺伝子によってコードされるタンパク質である。PD-1は免疫チェックポイント受容体でもある。PD-1は、リンパ節の抗原特異的T細胞のアポトーシスを促進し、制御性T細胞(抗炎症性、抑制性T細胞)のアポトーシスを減少させる。
CXCR4(またはfusinまたは分化クラスター184(CD184))は、ヒトのCXCR4遺伝子によってコードされるタンパク質である。CXCR4は、リンパ球の走化性活性を持つ分子である間質由来因子1(SDF-1またはCXCL12)に特異的なアルファケモカイン受容体である。
細胞の集団は、必要に応じて、阻害性細胞表面受容体グルココルチコイド誘導性TNFR関連タンパク質(GITRまたは腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー18(TNFRSF18)または活性化誘導性TNFRファミリー受容体(AITR))も発現する。GITRは、ヒトのTNFRSF18遺伝子によってコードされるタンパク質である。GITRは、T細胞の活性化により発現が増加することが示されている。
本発明の細胞の集団は、任意選択で、阻害性細胞表面受容体OX40(または腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリーメンバー4(TNFRSF4)または分化クラスター134(CD134)))も発現する。OX40は、ヒトのTNFRSF4遺伝子によってコードされるタンパク質である。OX40は、休止状態のナイーブT細胞では構成的に発現していない。
本発明の細胞の集団はまた、任意選択で、阻害性細胞表面受容体細胞毒性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA4または分化クラスター152(CD152))を発現する。CTLA4は、ヒトのCTLA4遺伝子によってコードされるタンパク質である。CTLA4は免疫チェックポイントであり、免疫応答をダウンレギュレートする。CTLA4は制御性T細胞で構成的に発現するが、活性化後に従来のT細胞でのみアップレギュレートされる。
本発明の細胞の集団は、哺乳類に由来する場合がある。「哺乳類」という用語には、マウスなどの齧歯目、ウサギなどのウサギ目(Logomorpha)、ネコ(猫)およびイヌ(犬)を含む食肉目、ウシ(牛)とブタ(豚)を含む偶蹄目、ウマ科を含む奇蹄目(Perssodactyla)、霊長目、オマキザル上科(Ceboids)またはシミオイド(Simioids、猿)および真猿亜目(ヒトおよび類人猿)を含むが、これらに限定されない。より好ましくは、前記細胞の集団はヒト由来である。
本発明は、(a)哺乳類組織または液体サンプルから分化クラスター5陽性(CD5+)発現細胞を単離して、単離されたCD5+発現細胞を提供すること、(b)前記単離されたCD5+発現細胞を細胞培養培地中で培養して、培養細胞を提供すること、(c)BCR(B細胞受容体)またはTLR(トール様受容体)アゴニストで前記培養細胞を活性化して、活性化細胞を提供すること、および(d)前記活性化した細胞をIL-27に曝露することを含む、細胞(例えば、ヒト細胞)の集団を調製する方法を提供する。これに関して、CD5+(CD5はT細胞およびB-1a細胞の表面に発現される)発現細胞の単離は、任意の適切な方法によって、例えば、蛍光活性化細胞選別(FACS)、マイクロ流体細胞選別、または磁気細胞選別を使用することによって、実施することができる。
哺乳類組織または体液サンプルは、哺乳類末梢リンパ組織、哺乳類臍帯血、哺乳類腹水、哺乳類骨髄、人工多能性細胞(iPSC)その他のB-1a細胞を含む他のサンプルなどの任意の適切な供給源からのものであり得る。少なくともいくつかの実施形態では、サンプルとして腹水または臍帯血を使用することが望ましい場合がある。なぜなら、これらの供給源は、通常、他のサンプル(例えば、末梢リンパ組織)よりも高い割合のB-1a細胞を有するからである。いくつかの実施形態において、組織または液体の好ましい供給源は、本発明の細胞の集団で処置されるドナー対象からのものであり得る。
B-1a細胞の増殖をサポートできる任意の適切な細胞培養培地を使用することができる。たとえば、ロズウェルパークメモリアルインスティテュート培地(RPMI 1640)培地を使用できる。
前記培養細胞は、BCRアゴニストまたはTLRアゴニストに曝露される。細胞を活性化することができる任意の適切なBCRアゴニストまたはTLRアゴニストを使用することができる。BCRアゴニストの例には、抗CD40および抗IgM抗体が含まれる。TLRアゴニストの例には、TLR9およびTLR4アゴニストが含まれる。すべてのリンパ球の場合と同様に、生物学的活性を引き出すにはB-1a細胞を活性化する必要があり、したがってCD5+ B-1a細胞はBCRアゴニストまたはTLRアゴニストで活性化される。CD40は、抗原提示細胞に見られる共刺激タンパク質であり、B細胞受容体とIgMに対する抗体との相互作用に続くB細胞の活性化に必要である。ただし、活性化したB-1a細胞によるIL-27の最大分泌には、B-1a細胞上の同族受容体へのIL-27の結合およびIL-27受容体のさらなるアップレギュレートによって提供されるIL-27シグナルが必要である。
本明細書で使用される場合、「トール様受容体」および「TLR」という用語は、病原体関連分子パターンを認識し、自然免疫における重要なシグナル伝達要素として作用する、高度に保存された哺乳類タンパク質のファミリーの任意のメンバーを指す。TLRポリペプチドは、ロイシンリッチリピートを持つ細胞外ドメイン、膜貫通ドメイン、およびTLRシグナル伝達に関与する細胞内ドメインを含む特徴的な構造を共有する。
「トール様受容体4」および「TLR4」という用語は、公的に利用可能なTLR4配列と、少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれ以上の配列同一性を有する核酸またはポリペプチドを指す。
適切なTLR4アゴニストはLPSである。
適切なTLR4アゴニストはLPSである。
「トール様受容体9」および「TLR9」という用語は、公的に利用可能なTLR9配列と、少なくとも70%、80%、90%、95%、96%、97%、98%、99%、またはそれ以上の配列同一性を有する核酸またはポリペプチドを指す。適切なTLR9アゴニストは、CpGモチーフを含むオリゴヌクレオチド(CpG ODN)である。
活性化した細胞はIL-27に曝露される。IL-27への曝露は、i27-Bregの増大を促進し、i27-Bregの割合と量を効率的に継続的に増加させる。
本発明の方法は、哺乳類の疾患の治療に有用である。治療は免疫系の望ましい抑制をもたらすかもしれない。
本発明の方法は、GVHDの治療、抑制、または予防に有用である。患者は、固形臓器または同種異系の骨髄または造血幹細胞の移植物を受容することができる。GVHDの重症度を予防または軽減するために、本発明の哺乳類細胞の集団は、哺乳類が同種異系移植物を受容する前に哺乳類に投与される。あるいは、本発明の細胞のi27-Breg集団を移植材料と混合して移植混合物を形成し、次いで移植混合物を哺乳類に投与することにより、GVHDを予防または抑制することができる。この点に関して、移植材料は同種異系リンパ球を含むことができる。1つの実施形態では、移植された細胞は、iPS細胞に由来する細胞(例えば、心臓細胞、膵臓細胞、網膜細胞)である。
本発明の哺乳類細胞の集団は、エクスビボで移植材料と混合することができる。「エクスビボ」とは、天然条件の変化を最小限に抑えた、生物の外の人工環境において、細胞または組織内か、細胞または組織上かで行われる方法を指す。対照的に、「インビボ」という用語は、通常の無傷の状態で生物内で行われる方法を指し、一方、「インビトロ」の方法は、通常の生物学的状況から単離された生物の成分を使用して行われる。
哺乳類細胞の集団は、薬学的に許容される(例えば、生理学的に許容される)組成物の形状で投与することができる。前記組成物は、担体、好ましくは薬学的に(例えば、生理学的に許容される)担体、および哺乳類細胞の集団を含み得る。本発明の文脈内で任意の適切な担体を使用することができ、そのような多くの担体が当技術分野で知られている。担体の選択は、部分的には、組成物を投与することができる特定の部位および組成物を投与するために使用される特定の方法によって決定されるであろう。前記組成物は、任意選択で無菌にすることができる。前記組成物は、保存のために凍結または凍結乾燥し、使用前に適切な滅菌担体で再構成することができる。前記組成物は、例えば、レミントン:薬局の科学および実践、第21版、リッピンコットウィリアムズ&ウィルキンス、ペンシルベニア州フィラデルフィア(2001)に記載されている従来の技術に従って作成することができる。
哺乳類細胞の集団は、哺乳類に投与することができる(本明細書で先に定義したように)。好ましくは、哺乳類はマウスまたはヒトである。
本発明は、哺乳類の免疫系を抑制する方法を提供し、該方法は、本発明の哺乳類細胞の集団を必要とする哺乳類に投与することによって哺乳類の免疫系を抑制することを含む。したがって、本発明は、単離されたIL-27産生B-1a細胞集団を哺乳類に投与することを含む、哺乳類における自己免疫を抑制する方法を提供し、その後、前記哺乳類におけるインビボIL-27産生が人工的に高レベルに増加し、これにより、前記哺乳類では自己免疫が抑制される。IL-27はインビボで急速に除去されるが、単離されたIL-27産生B-1a細胞集団の投与により、i27-Bregの増殖とインビボでの持続的なIL-27分泌が可能になる。これは、IL-27の直接投与に依存する可能性のある治療法に比べて明確な利点を提供する。
IL-27およびIL-35は、IL-12ファミリーのサイトカインの2つの免疫抑制メンバーである。IL-35またはIL-27は自己免疫疾患の抑制に大きな期待を寄せられているが、サイトカイン、特にヘテロ二量体サイトカインを生物製剤として使用することの主な欠点は、半減期が比較的短く、生物活性が一過性であり、薬物動態学的特徴が予測できないことである。もう1つの重要な障害は、投薬の問題に関連する。IL-35またはIL-27サブユニットタンパク質の結合は強くない(非共有結合)ため、IL-35およびIL-27サブユニットタンパク質は容易に解離し、生物活性のあるp35:Ebi3またはp28:Ebi3ヘテロダイマーの疾患を改善するために投与または必要とされる有効量を確認することが困難になる。i27-Bregの治療的使用は、BregまたはTreg細胞によって産生される最も効果的なサイトカインであるIL-10、IL-27、またはIL-35などの生物製剤の使用に比べていくつかの治療上の利点を提供する。i27-Bregはインビボで増殖し、それによってレシピエント宿主組織でのIL-27の産生を持続させた。(ii)エクスビボで生成されたi27-Bregはインビボで増殖し、レシピエントリンパ球をIL-10、IL-27、IL-35産生BregおよびTregに再プログラムし、それによってレシピエント宿主組織におけるこれらの免疫抑制性サイトカインの産生を持続させることができる;(iii)自然免疫(innate)i27-Bregによる疾患抑制は、疾患を誘発する自己抗原による事前の活性化を必要とせず、自己免疫疾患に使用される疾患特異的Breg/Treg療法よりも潜在的な治療上の利点を提供する。
本明細書で使用される「自己免疫」という用語は、生物(例えば、ヒトまたはマウスなどの哺乳類)がそれ自体の構成部分を自己として認識できないことを指し、これは、生物自身の細胞および組織に対する免疫応答をもたらす。言い換えれば、自己免疫は「自己」抗原に対する適応免疫応答であり、宿主組織に損傷を与えることによって病状を媒介する炎症性サイトカインの産生、または補体媒介性疾患を引き起こす可能性のある「自己抗体」の産生によって特徴づけられる。
「自己免疫疾患」は、組織損傷が体の構成要素に対する体液性および/または細胞性免疫応答、またはより広い意味での自己に対する免疫応答に関連する疾患または障害のグループのいずれか1つを指す。病理学的免疫応答は、全身性または臓器特異的である可能性がある。たとえば、自己に対する免疫応答は、関節、皮膚、脳、ニューロンを保護するミエリン鞘、腎臓、肝臓、膵臓、甲状腺、副腎、目(ブドウ膜炎など)、および卵巣に影響を与える可能性がある。免疫複合体の形成は、自己免疫疾患の病因と進行に関与する。免疫複合体形成の増加は、自己に向けられた抗体(自己抗体)の存在と相関する。自己抗体の存在は、免疫複合体の一部として、または抗原に結合していない(遊離抗体)で、組織炎症に寄与する場合がある。一部の自己免疫疾患では、遊離自己抗体の存在が疾患の病理に大きく影響する。自己免疫疾患の病因と進行の別の側面は、炎症性サイトカインの役割である。通常の状況下では、腫瘍壊死因子-α(TNF-α)やインターロイキン-1(IL-1)などの炎症性サイトカインは、感染や細胞ストレスへの応答において保護的な役割を果たす。しかし、TNF-αおよびIL-1の慢性的および/または過剰な産生に起因する病理学的結果は、関節リウマチ、クローン病、炎症性腸疾患、ブドウ膜炎、乾癬などの多くの自己免疫疾患の進行の根底にあると考えられている。自己免疫疾患に関与する他の炎症性サイトカインには、インターロイキン-6、インターロイキン-8、および顆粒球マクロファージコロニー刺激因子が含まれる(例えば、米国特許第8,080,555号を参照)。
本発明の細胞集団および方法は、任意の自己免疫疾患に関連する自己免疫を抑制するために使用することができる。当技術分野で知られている80を超える自己免疫疾患があり、その例には、多発性硬化症(MS)、インスリン依存性真性糖尿病、全身性紅斑性ループス(SLE)、乾癬、自己免疫性肝炎、甲状腺炎、膵島炎、ブドウ膜炎、精巣炎、重力筋無力症、特発性血小板減少性紫斑病、炎症性腸疾患(例えば、クローン病および潰瘍性大腸炎)、脳脊髄炎、全身性自己免疫疾患(例えば、関節リウマチ(RA)、強皮症、および若年性関節炎)が含まれる。
自己免疫疾患の1つまたは複数の症状が、自己免疫疾患に冒された哺乳類(例えば、ヒト)において減少または軽減される場合、自己免疫は「抑制」される。症状の改善、悪化、退行、または進行は、任意の客観的または主観的な尺度によって決定することができ、その多くは当技術分野で知られている。当業者は、自己免疫疾患の症状が、疾患と、異常な免疫応答の位置とに基づいて変化することを理解するであろう。いくつかの自己免疫疾患に共通する症状には、例えば、倦怠感、筋肉および/または関節の痛み、筋力低下、発熱、腺の腫れ、炎症、感染症への感受性、体重の増減、アレルギー、消化器系の問題、血圧の変化、およびめまいを含む。
本発明の細胞集団および方法を使用して、膵臓の炎症を減少または抑制することができる。
本発明の細胞集団および方法は、AMDの症状を減少または抑制するために使用することができる。
本明細書で使用される場合、「治療」、「処置」などの用語は、所望の薬理学的および/または生理学的効果を得ることを指す。
好ましくは、薬理学的および/または生理学的効果は治療的であり、すなわち、その効果は、疾患および/または疾患に起因する有害な症状を部分的または完全に治癒する。この目的のために、本発明の方法は、「治療上有効な量」の単離されたIL-27産生B-1a細胞集団を投与することを含む。「治療有効量」とは、所望の治療結果を達成するために必要な投与量および期間で有効な量を指す。治療有効量は、病状、年齢、性別、および個体の体重、ならびに個体において所望の応答を誘発するIL-27産生B-1a細胞集団の能力などの要因に応じて変化し得る。
あるいは、薬理学的および/または生理学的効果は予防的であり得る、すなわち、その効果は、自己免疫疾患またはその症状を完全にまたは部分的に予防する。この点に関して、本発明の方法は、自己免疫疾患の素因がある、またはそうでなければ発症するリスクがある哺乳類に、「予防的に有効な量」の単離されたIL-27産生B-1a細胞集団を投与することを含む。「予防的に有効な量」とは、所望の予防的結果(例えば、発病の予防または疾患の再燃の防止)を達成するために、必要な投与量および期間で有効な量を指す。
本発明の単離されたIL-27産生B-1a細胞集団か、単離されたIL-27産生B-1a細胞集団かを含む組成物は、任意の適切な投与技術を使用して哺乳類に投与することができ、その多くは、経口、静脈内、腹腔内、皮下、肺、経皮、筋肉内、鼻腔内、口腔内、舌下、または坐薬の投与を含み当技術分野で知られている。組成物は、好ましくは非経口投与に適する。本明細書で使用される「非経口」という用語は、静脈内、筋肉内、皮下、直腸、膣、および腹腔内投与を含む。より好ましくは、組成物は、静脈内、腹腔内、または皮下注射による末梢全身送達を使用して哺乳類に投与される。
本発明の方法が、単離されたIL-27産生B-1a細胞集団を哺乳類に投与することを含む場合、単離されたIL-27産生B-1a細胞集団は、IL-27を産生し、哺乳類の自己免疫を抑制するB細胞の生成を誘導するのに十分な用量で哺乳類に投与される。治療効果または予防効果は、治療を受けた患者を定期的に評価することで監視できる。数日以上の反復投与の場合、状態に応じて、疾患症状の所望の抑制が生じるまで治療が繰り返される。しかしながら、他の投与計画が有用であり得、そして本発明の範囲内である。所望の投与量は、前記組成物の単回ボーラス投与、前記組成物の複数回ボーラス投与、または前記組成物の持続注入投与によって送達することができる。
哺乳類(例えば、ヒト)に投与される細胞の典型的な量は、例えば、500,000から1億個の細胞の範囲であり得るが、この例示的な範囲より下または上の量は、本発明の文脈において適切であり得る。例えば、細胞の1日量は、約50万から約5000万個の細胞(例えば、約500万個の細胞、約1500万個の細胞、約2500万個の細胞、約3500万個の細胞、約4500万個の細胞、または前述の値のいずれか2つによって定義される範囲、好ましくは約1000万から約1億細胞(例えば、約2000万個の細胞、約3000万個の細胞、約4000万、約6000万個の細胞、約7000万個の細胞、約8000万個の細胞、約9000万個の細胞、または前述の値のいずれか2つによって定義される範囲)、より好ましくは、約1000万個の細胞から約5000万個の細胞(例えば、約1200万個の細胞、約2500万個の細胞、約3500万個の細胞、約4500万個の細胞、または前述の値のいずれか2つによって定義される範囲)であり得る。
本発明は、自己免疫疾患のための他の既存の治療と組み合わせて利用することができる。例えば、本発明の細胞集団は、本明細書に開示される自己免疫疾患などの自己免疫疾患の治療または予防のために、免疫抑制剤または免疫調節剤その他の抗炎症剤と組み合わせて投与することができる。この点で、本発明の方法は、疾患修飾性抗リウマチ薬(DMARD)(例えば、金塩、スルファサラジン、抗マラリア剤、メトトレキサート、D-ペニシラミン、アザチオプリン、ミコフェノール酸、シクロスポリンA、タクロリムス、シロリムス、ミノサイクリン、レフルノミド、およびグルココルチコイド)、と組み合わせて使用することができる。)、カルシニューリン阻害剤(例えば、シクロスポリンAまたはFK 506)、リンパ球再循環のモジュレーター(例えば、FTY720およびFTY720アナログ)、mTOR阻害剤(例えば、ラパマイシン、40-0-(2-ヒドロキシエチル)-ラパマイシン、CCI779、ABT578、AP23573、またはTAFA-93)、免疫抑制特性を有するアスコマイシン(例えば、ABT-281、ASM981など)、コルチコステロイド、シクロホスファミド、アザチオプレン、メトトレキサート、レフルノミド、ミゾリビン、ミコフェノール酸、ミコフェノール酸モフェチル、15-デオキシスペルグアリン、またはその免疫抑制ホモログ、類似体または誘導体、免疫抑制モノクローナル抗体(例えば、 MHC、CD2、CD3、CD4、CD7、CD8、CD25、CD28、CD40、CD45、CD58、CD80、CD86などの白血球受容体、またはそれらのリガンドに対するモノクローナル抗体)、他の免疫調節化合物、接着分子阻害剤(例えば、LFA-1アンタゴニスト、ICAM-1または-3アンタゴニスト、VCAM-4アンタゴニスト、またはVLA-4アンタゴニスト)、化学療法剤薬剤(例えば、パクリタキセル、ゲムシタビン、シスプラチナム、ドキソルビシン、または5-フルオロウラシル)、抗TNF剤(例えば、インフリキシマブ、アダリムマブ、CDP870などのTNFに対するモノクローナル抗体、または、ENBREL(商標)(Etanercept)またはPEG-TNF-RIのようなTNF-RIまたはTNF-RIIに対する受容体コンストラクト、向炎症性サイトカインの遮断薬、IL-1遮断薬(例えば、KINERET(商標)(アナキンラ)またはIL-1トラップ、AAL160、ACZ 885、およびIL-6遮断薬)、ケモカイン遮断薬(例えば、プロテアーゼの阻害剤または活性化因子)、抗IL-15抗体、抗IL-6抗体、抗CD20抗体、NSAID、および/または抗感染剤と組み合わせて使用することができる。
本発明は、インターロイキン-35(IL-35)を産生するB細胞の投与と組み合わせて利用することができる。IL-35を産生するB細胞(i35-Breg)は、哺乳類に、本発明の細胞集団とともに逐次的に(前または後に)または同時に投与することができる。
本発明の実施形態は、単独で、または1つまたは複数の他の実施形態と組み合わせて有益であり得る。前述の説明を限定することなく、本発明の特定の非限定的な実施形態が、1~26の番号が付けられた実施形態として以下に提供される。本開示を読むと当業者には明らかであるように、個別に番号が付けられた実施形態のそれぞれは、先行または後続の個別に番号が付けられた実施形態のいずれかと使用または組み合わせられ得る。したがって、本発明は、これらの実施形態のすべての組み合わせを提供し、以下に明示的に提供される実施形態の組み合わせに限定されない。
(1)
(a)阻害性細胞表面受容体リンパ球活性化遺伝子3(LAG-3)、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、およびC-X-Cケモカイン受容体タイプ4(CXCR4)を発現し、かつ、
(b)インターロイキン-27(IL-27)を分泌する、
約75%以上のB-1a制御性細胞を含む、哺乳類細胞の単離された集団。
(a)阻害性細胞表面受容体リンパ球活性化遺伝子3(LAG-3)、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、およびC-X-Cケモカイン受容体タイプ4(CXCR4)を発現し、かつ、
(b)インターロイキン-27(IL-27)を分泌する、
約75%以上のB-1a制御性細胞を含む、哺乳類細胞の単離された集団。
(2) 前記制御性細胞が阻害性細胞表面受容体糖質コルチコイド誘導性TNFR関連タンパク質(GITR)をさらに発現する、実施形態(1)に記載の哺乳類細胞の集団。
(3) 前記制御性細胞が阻害性細胞表面受容体OX40をさらに発現する、実施形態(1)または(2)に記載の哺乳類細胞の集団。
(4) 制御性細胞が阻害性細胞表面受容体細胞毒性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA4)をさらに発現する、実施形態(1)~(3)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団。
(5) 実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団を調製する方法であって、
(a)蛍光活性化細胞選別(FACS)を使用して、哺乳類末梢リンパ組織、哺乳類臍帯血、哺乳類腹水、人工多能性細胞(iPSC)、または哺乳類骨髄のサンプルから分化クラスター5陽性(CD5+)発現細胞を単離して、単離されたCD5+発現細胞を提供すること、
(b)前記単離されたCD5+発現細胞を細胞培養培地で培養して、培養細胞を提供すること、
(c)前記培養細胞をBCR(B細胞受容体)またはTLR(Toll様受容体)アゴニストで活性化して、活性化細胞を提供すること、および
(d)前記活性化された細胞をIL-27に曝露することを含む、方法。
(a)蛍光活性化細胞選別(FACS)を使用して、哺乳類末梢リンパ組織、哺乳類臍帯血、哺乳類腹水、人工多能性細胞(iPSC)、または哺乳類骨髄のサンプルから分化クラスター5陽性(CD5+)発現細胞を単離して、単離されたCD5+発現細胞を提供すること、
(b)前記単離されたCD5+発現細胞を細胞培養培地で培養して、培養細胞を提供すること、
(c)前記培養細胞をBCR(B細胞受容体)またはTLR(Toll様受容体)アゴニストで活性化して、活性化細胞を提供すること、および
(d)前記活性化された細胞をIL-27に曝露することを含む、方法。
(6) 哺乳類の免疫系を抑制する方法であって、実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団を哺乳類に投与することを含む、方法。
(7) インターロイキン-35(IL-35)を産生するB細胞を前記哺乳類に逐次的または同時に投与することをさらに含む、実施形態(6)に記載の方法。
(8)投与が前記哺乳類の疾患を治療する、実施形態(6)または(7)に記載の方法。
(9) 前記哺乳類が自己免疫疾患を有する、実施形態(6)~(8)のいずれか1つに記載の方法。
(10) 前記自己免疫疾患が眼の疾患である、実施形態(9)に記載の方法。
(11) 前記自己免疫疾患が中枢神経系の疾患である、実施形態(9)に記載の方法。
(12) 前記自己免疫疾患が脳の疾患である、実施形態(9)に記載の方法。
(13) 前記自己免疫疾患がブドウ膜炎である、実施形態(9)に記載の方法。
(14) 前記自己免疫疾患が脳脊髄炎である、実施形態(9)に記載の方法。
(15) 前記哺乳類が多発性硬化症を有する、実施形態(6)~(8)のいずれか1つに記載の方法。
(16) 投与が膵臓の炎症を抑制する、実施形態(6)~(8)のいずれか1つに記載の方法。
(17) 前記哺乳類が同種異系の骨髄または造血幹細胞の移植物を受容している、実施形態(6)または(7)に記載の方法。
(18) 前記哺乳類が同種異系の固形臓器移植物受容している、実施形態(6)または(7)に記載の方法。
(19) 前記哺乳類が移植片対宿主病(GVHD)を有する、実施形態(17)または(18)に記載の方法。
(20) 前記哺乳類が加齢性黄斑変性症(AMD)を有する、実施形態(6)~(8)のいずれか1つに記載の方法。
(21) 移植片対宿主病を有する哺乳類を治療する方法であって、移植片対宿主病を有する哺乳類に実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団を投与することを含む方法。
(22)前記哺乳類が、前記哺乳類細胞の集団の投与の前に同種異系の骨髄または造血幹細胞の移植物受容している、実施形態(21)に記載の方法。
(23) 前記哺乳類が、前記哺乳類細胞の集団の投与の前に同種異系の固形臓器移植物受容している、実施形態(21)に記載の方法。
(24) 哺乳類における移植片対宿主病の重症度を予防または軽減する方法であって、哺乳類が同種異系移植物を受容する前に、実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団を哺乳類に投与することを含む方法。
(25) 前記同種異系移植物が同種異系骨髄または造血幹細胞の移植物である、実施形態(24)に記載の方法。
(26) 前記同種異系移植物が同種異系固形臓器移植物である、実施形態(24)に記載の方法。
(27) 哺乳類における移植片対宿主病の重症度を予防または軽減する方法であって、
(a)実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団を移植材料と混合して、移植混合物を形成すること、および
(b)前記移植混合物を哺乳類に投与することを含む、方法。
(a)実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団を移植材料と混合して、移植混合物を形成すること、および
(b)前記移植混合物を哺乳類に投与することを含む、方法。
(28) 前記移植材料が同種異系リンパ球を含む、実施形態(27)に記載の方法。
(29) 前記哺乳類がヒトである、実施形態(1)~(4)のいずれか1つに記載の哺乳類細胞の集団、または、実施形態(5)~(28)のいずれか1つに記載の方法。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するが、もちろん、その範囲を制限するものとして解釈すべきではない。
以下の材料および手順は実施例1~5で使用した。
マウスおよびヒトPBMCと、ヒト臍帯血とのCD19+ B細胞。
6~8週齢のC57BL/6JおよびIL-27RαKOマウスは、ジャクソンラボラトリー(メイン州バーハーバー)から購入した。雌のマウスを使用し、記載されているすべての研究のためにマウスをランダム化した。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)は、NIH輸血局が管理する国立衛生研究所(NIH)血液銀行から入手した。初代ヒト臍帯血CD19+ B細胞は、STEMCELL(商標)Technologies(バンクーバー、カナダ)から購入した。
6~8週齢のC57BL/6JおよびIL-27RαKOマウスは、ジャクソンラボラトリー(メイン州バーハーバー)から購入した。雌のマウスを使用し、記載されているすべての研究のためにマウスをランダム化した。ヒト末梢血単核細胞(PBMC)は、NIH輸血局が管理する国立衛生研究所(NIH)血液銀行から入手した。初代ヒト臍帯血CD19+ B細胞は、STEMCELL(商標)Technologies(バンクーバー、カナダ)から購入した。
マウスおよびヒトB細胞の分離。
正常なヒト被験者のPBMCは、市販のリンパ球分離培地(Mediatech Inc.、バージニア州マナッサス)を使用した密度勾配遠心分離によってバフィーコートから分離した。ヒトCD19+ B細胞は、抗CD19抗体結合磁気ビーズ(Miltenyl Biotec、ベルギッシュグラートバッハ、ドイツ)を使用して選別した。マウスB2細胞は、B細胞分離キット(130-090-862)、CD19マイクロビーズ(130-052-201)、および形質細胞分離キット(130-092-530)(すべてMiltenyl Biotecから入手可能)を使用して脾臓から分離した。B1細胞はC57BL/6Jマウスの腹腔から分離した。一部のマウスは、IL-27の存在下または非存在下、LPSで免疫化した。B-1a細胞の場合、分離は、メーカーが推奨するとおり、B-1a Cell IsolationKit;カタログ番号130-097-413)を使用して2段階の手順で実行した。簡潔には、腹腔からのB-1a細胞は、ビオチン結合非B-1a抗体のカクテルで標識した磁気ビーズとB-1a細胞とからなるMACS(商標)磁気細胞カラムでネガティブに選択した。次に、B-1a細胞は、B-1a特異的抗体と結合した磁気ビーズでポジティブに選択した。
正常なヒト被験者のPBMCは、市販のリンパ球分離培地(Mediatech Inc.、バージニア州マナッサス)を使用した密度勾配遠心分離によってバフィーコートから分離した。ヒトCD19+ B細胞は、抗CD19抗体結合磁気ビーズ(Miltenyl Biotec、ベルギッシュグラートバッハ、ドイツ)を使用して選別した。マウスB2細胞は、B細胞分離キット(130-090-862)、CD19マイクロビーズ(130-052-201)、および形質細胞分離キット(130-092-530)(すべてMiltenyl Biotecから入手可能)を使用して脾臓から分離した。B1細胞はC57BL/6Jマウスの腹腔から分離した。一部のマウスは、IL-27の存在下または非存在下、LPSで免疫化した。B-1a細胞の場合、分離は、メーカーが推奨するとおり、B-1a Cell IsolationKit;カタログ番号130-097-413)を使用して2段階の手順で実行した。簡潔には、腹腔からのB-1a細胞は、ビオチン結合非B-1a抗体のカクテルで標識した磁気ビーズとB-1a細胞とからなるMACS(商標)磁気細胞カラムでネガティブに選択した。次に、B-1a細胞は、B-1a特異的抗体と結合した磁気ビーズでポジティブに選択した。
免疫蛍光染色および共焦点イメージング分析
CD19+ B細胞は、IL-27の存在下または非存在下、LPSまたは抗CD40/抗IgM抗体で刺激することによりインビトロで48時間活性化した。細胞を固定し、5%ヤギ血清でブロックした後、蛍光標識抗p28(Invitrogen、マサチューセッツ州ウォルサム)または抗Ebi3抗体(Santa Cruz Biotechnology、テキサス州ダラス)とインキュベートした。細胞を洗浄し、4’、6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)を含むALEXAFLUOR(商標)568-、ALEXA FLUOR(商標)488-、またはALEXAFLUOR(商標)647標識2次抗体(Invitrogen)でインキュベートし、レーザー走査型共焦点顕微鏡(FV1000、オリンパスコーポレーション、東京、JP、またはLSM700、Carl s AG)(Oh et al., J.Biol.
Chem.,287:30436-30443(2012)を参照せよ。)。
CD19+ B細胞は、IL-27の存在下または非存在下、LPSまたは抗CD40/抗IgM抗体で刺激することによりインビトロで48時間活性化した。細胞を固定し、5%ヤギ血清でブロックした後、蛍光標識抗p28(Invitrogen、マサチューセッツ州ウォルサム)または抗Ebi3抗体(Santa Cruz Biotechnology、テキサス州ダラス)とインキュベートした。細胞を洗浄し、4’、6-ジアミジノ-2-フェニルインドール(DAPI)を含むALEXAFLUOR(商標)568-、ALEXA FLUOR(商標)488-、またはALEXAFLUOR(商標)647標識2次抗体(Invitrogen)でインキュベートし、レーザー走査型共焦点顕微鏡(FV1000、オリンパスコーポレーション、東京、JP、またはLSM700、Carl s AG)(Oh et al., J.Biol.
Chem.,287:30436-30443(2012)を参照せよ。)。
実験的自己免疫性ブドウ膜炎(EAU)
EAUは、を含む0.2mlエマルジョン(結核菌H37RA株(2.5mg/ml)を含む完全フロイントアジュバント(CFA)と体積比1:1)中の光受容体間レチノイド結合タンパク質(IRBP)651-670ペプチドによるC57BL/6JおよびIL-27RαKOマウスの能動免疫によって誘導した。マウスはまた、免疫化と同時に百日咳菌毒素(1μg/マウス)を投与した。マウスは、免疫化の第-1日および免疫化後第12日まで隔日にIL-27(100ng/マウス)またはリン酸緩衝生理食塩水(PBS)の腹腔内注射により処置した。各研究では、グループごとに8匹のマウスを使用し、マウスの年齢と性別を一致させた。臨床疾患は、眼底検査および組織学によって確立され、採点された(Wang et al., Nat.Med.,20:633-641(2014)、およびOh et al., J.Immunol.,187:3338-3346(2011)を参照せよ。)。同軸照明を備えた双眼顕微鏡を使用して、眼の疾患の重症度を調べた。組織学用の眼は、免疫化の21日後に除核し、10%緩衝ホルマリンで固定し、垂直瞳孔視神経面で連続的に切断した。すべての切片はヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。
EAUは、を含む0.2mlエマルジョン(結核菌H37RA株(2.5mg/ml)を含む完全フロイントアジュバント(CFA)と体積比1:1)中の光受容体間レチノイド結合タンパク質(IRBP)651-670ペプチドによるC57BL/6JおよびIL-27RαKOマウスの能動免疫によって誘導した。マウスはまた、免疫化と同時に百日咳菌毒素(1μg/マウス)を投与した。マウスは、免疫化の第-1日および免疫化後第12日まで隔日にIL-27(100ng/マウス)またはリン酸緩衝生理食塩水(PBS)の腹腔内注射により処置した。各研究では、グループごとに8匹のマウスを使用し、マウスの年齢と性別を一致させた。臨床疾患は、眼底検査および組織学によって確立され、採点された(Wang et al., Nat.Med.,20:633-641(2014)、およびOh et al., J.Immunol.,187:3338-3346(2011)を参照せよ。)。同軸照明を備えた双眼顕微鏡を使用して、眼の疾患の重症度を調べた。組織学用の眼は、免疫化の21日後に除核し、10%緩衝ホルマリンで固定し、垂直瞳孔視神経面で連続的に切断した。すべての切片はヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。
眼底検査
眼底検査は、EAU誘導後第10~21日に実施した。簡潔には、全身麻酔の全身投与(ケタミン(1.4mg/マウス)およびキシラジン(0.12mg/マウス)の腹腔内注射)に続いて、1%トロピカミド点眼液(Alcon Inc.、テキサス州フォートワース)の局所投与により瞳孔を拡張させた。眼底画像は、小型齧歯動物用のMicron III網膜イメージング顕微鏡(Phoenix Research Labs、Pleasanton、カリフォルニア州)またはNikonD90デジタルカメラと組み合わせた改良型KarlStorz獣医耳内視鏡(Oh et al., (2012)、上記、およびPaques et al., Invest Ophthalmol.Vis.Sci.,48:2769-2774(2007)を参照せよ。)を使用してキャプチャした。主観的な偏見を避けるために、マスクされた観察者により、マウスのアイデンティティの知識なしに眼底写真の評価が行われた。内視鏡を配置し、上、下、外側、および内側の視野から観察することにより、各眼から少なくとも6つの画像(2つの後部網膜中心像、4つの周辺網膜像)を撮影し、個々の病変を特定、マッピング、および記録した。網膜炎症の臨床評価システムが使用された(Xu et al., Exp.Eye Res.,87:319-326(2008)、およびChan et al., J.Autoimmun.,3:247-255(1990)を参照せよ。)。
眼底検査は、EAU誘導後第10~21日に実施した。簡潔には、全身麻酔の全身投与(ケタミン(1.4mg/マウス)およびキシラジン(0.12mg/マウス)の腹腔内注射)に続いて、1%トロピカミド点眼液(Alcon Inc.、テキサス州フォートワース)の局所投与により瞳孔を拡張させた。眼底画像は、小型齧歯動物用のMicron III網膜イメージング顕微鏡(Phoenix Research Labs、Pleasanton、カリフォルニア州)またはNikonD90デジタルカメラと組み合わせた改良型KarlStorz獣医耳内視鏡(Oh et al., (2012)、上記、およびPaques et al., Invest Ophthalmol.Vis.Sci.,48:2769-2774(2007)を参照せよ。)を使用してキャプチャした。主観的な偏見を避けるために、マスクされた観察者により、マウスのアイデンティティの知識なしに眼底写真の評価が行われた。内視鏡を配置し、上、下、外側、および内側の視野から観察することにより、各眼から少なくとも6つの画像(2つの後部網膜中心像、4つの周辺網膜像)を撮影し、個々の病変を特定、マッピング、および記録した。網膜炎症の臨床評価システムが使用された(Xu et al., Exp.Eye Res.,87:319-326(2008)、およびChan et al., J.Autoimmun.,3:247-255(1990)を参照せよ。)。
スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィー(SD-OCT)によるマウス網膜のイメージング
光コヒーレンストモグラフィー(OCT)は、生きている動物のさまざまな眼の構造の内部微細構造の視覚化を可能にする非侵襲的手法である。820nmの中心波長広帯域光源を備えたSD-OCTシステム(Bioptigen Inc.、ノースカロライナ州モリスビル)を、対照またはEAUマウスの眼のインビボ非接触イメージングに使用した。マウスに麻酔をかけ、瞳孔を上記のように拡張させた。次に、水平または垂直スキャン走査(scan scanning)を可能にする簡単に回転できる調整可能なホルダーを使用して、マウスを固定した。各スキャンは少なくとも2回実行し、毎回再調整する。スキャンの寸法(深さと横方向の範囲)は、最適な信号強度とコントラストが達成されるまで調整した。網膜の厚さは、システムソフトウェアを使用して、同じ眼からの水平スキャンと垂直スキャンの両方から得られたすべての画像の網膜中心領域から測定し、平均化した。既知の方法を使用して、システムソフトウェアの網膜の厚さを決定した(Gabriele et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 52: 2250-2254 (2011)を参照せよ。)。
光コヒーレンストモグラフィー(OCT)は、生きている動物のさまざまな眼の構造の内部微細構造の視覚化を可能にする非侵襲的手法である。820nmの中心波長広帯域光源を備えたSD-OCTシステム(Bioptigen Inc.、ノースカロライナ州モリスビル)を、対照またはEAUマウスの眼のインビボ非接触イメージングに使用した。マウスに麻酔をかけ、瞳孔を上記のように拡張させた。次に、水平または垂直スキャン走査(scan scanning)を可能にする簡単に回転できる調整可能なホルダーを使用して、マウスを固定した。各スキャンは少なくとも2回実行し、毎回再調整する。スキャンの寸法(深さと横方向の範囲)は、最適な信号強度とコントラストが達成されるまで調整した。網膜の厚さは、システムソフトウェアを使用して、同じ眼からの水平スキャンと垂直スキャンの両方から得られたすべての画像の網膜中心領域から測定し、平均化した。既知の方法を使用して、システムソフトウェアの網膜の厚さを決定した(Gabriele et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 52: 2250-2254 (2011)を参照せよ。)。
網膜電図(ERG)
ERG記録の前に、マウスを一晩暗順応させ、薄暗い赤色の照明の下で実験を行った。ケタミン(1.4mg/マウス)およびキシラジン(0.12mg/マウス)の単回腹腔内注射でマウスを麻酔し、瞳孔は0.5%トロピカミドおよび0.5%フェニレフリン塩酸塩を含むMIDRIN(商標)P(参天製薬、大阪、日本)で拡張した。ERGは、光刺激を生成および制御する網膜電図コンソール(Espion E2;Diagnosys LLC、マサチューセッツ州ローウェル)を使用して記録した。暗順応ERGは、ガンツフェルトドームでシングルフラッシュを使用して記録し、強度-4~1 log cd s/m2、6ステップで送達した。明順応ERGは20cd/m2バックグラウンドで得られ、光刺激は5ステップで0.3~30 cd s/m2で開始した。ゴニ雄コピックプリズムソリューション(Alcon Labs、テキサス州フォートワース)が良好な電気的接触を提供し、角膜の水分を維持するために使用した。参照電極(金線)を口に入れ、接地電極(皮下ステンレス鋼針)を尾の付け根に配置した。信号は、1kHzのレートで差動増幅およびデジタル化した。自動および手動の方法を使用して、主要なERGコンポーネント(a波およびb波)の振幅を測定した(Espionソフトウェア;Diagnosys LLC、マサチューセッツ州ローウェル)。ERG記録の直後に、眼底の画像化が前述のように実行した。
ERG記録の前に、マウスを一晩暗順応させ、薄暗い赤色の照明の下で実験を行った。ケタミン(1.4mg/マウス)およびキシラジン(0.12mg/マウス)の単回腹腔内注射でマウスを麻酔し、瞳孔は0.5%トロピカミドおよび0.5%フェニレフリン塩酸塩を含むMIDRIN(商標)P(参天製薬、大阪、日本)で拡張した。ERGは、光刺激を生成および制御する網膜電図コンソール(Espion E2;Diagnosys LLC、マサチューセッツ州ローウェル)を使用して記録した。暗順応ERGは、ガンツフェルトドームでシングルフラッシュを使用して記録し、強度-4~1 log cd s/m2、6ステップで送達した。明順応ERGは20cd/m2バックグラウンドで得られ、光刺激は5ステップで0.3~30 cd s/m2で開始した。ゴニ雄コピックプリズムソリューション(Alcon Labs、テキサス州フォートワース)が良好な電気的接触を提供し、角膜の水分を維持するために使用した。参照電極(金線)を口に入れ、接地電極(皮下ステンレス鋼針)を尾の付け根に配置した。信号は、1kHzのレートで差動増幅およびデジタル化した。自動および手動の方法を使用して、主要なERGコンポーネント(a波およびb波)の振幅を測定した(Espionソフトウェア;Diagnosys LLC、マサチューセッツ州ローウェル)。ERG記録の直後に、眼底の画像化が前述のように実行した。
網膜細胞の分離
EAU中に血液網膜関門を通過する炎症細胞を特徴づけるために、マウスを麻酔し、1×PBSで灌流した。解剖顕微鏡下で網膜を即座に分離するために、除核された眼を培養培地(ロズウェルパーク記念研究所培地(RPMI 1640))を含むペトリ皿に入れた。眼は角膜輪部に沿って切断し、水晶体と角膜は注意深く取り除かれた。次に、網膜を剥がし、付着した視神経を除去してから、新たに単離した網膜を、10μg/ml DNase(Sigma-Aldrich、St.Louis、Missouri)を含むRPMI 1640培地中のコラゲナーゼ(1mg/ml)で37℃、2時間消化した。インキュベーション中、細胞を30分ごとに断続的にピペットで移し、RPMI 1640培地中の5~10倍量の10%ウシ胎児血清(FBS)で消化反応を停止させた。細胞を完全RPMI1640培地で2回洗浄し、VI-CELL(商標)XR細胞生存率アナライザー(Beckman Coulter、カリフォルニア州ブレア)を使用して細胞をカウントした。
EAU中に血液網膜関門を通過する炎症細胞を特徴づけるために、マウスを麻酔し、1×PBSで灌流した。解剖顕微鏡下で網膜を即座に分離するために、除核された眼を培養培地(ロズウェルパーク記念研究所培地(RPMI 1640))を含むペトリ皿に入れた。眼は角膜輪部に沿って切断し、水晶体と角膜は注意深く取り除かれた。次に、網膜を剥がし、付着した視神経を除去してから、新たに単離した網膜を、10μg/ml DNase(Sigma-Aldrich、St.Louis、Missouri)を含むRPMI 1640培地中のコラゲナーゼ(1mg/ml)で37℃、2時間消化した。インキュベーション中、細胞を30分ごとに断続的にピペットで移し、RPMI 1640培地中の5~10倍量の10%ウシ胎児血清(FBS)で消化反応を停止させた。細胞を完全RPMI1640培地で2回洗浄し、VI-CELL(商標)XR細胞生存率アナライザー(Beckman Coulter、カリフォルニア州ブレア)を使用して細胞をカウントした。
細胞の共培養
EAU、B-1a、マクロファージ、および樹状細胞を有するマウスのリンパ節および脾臓から単離したブドウ膜形成細胞は、第17日にEAU免疫化マウスから単離した。B-1a、マクロファージ、および樹状細胞は、磁気カラムビーズ(MiltenyiBiotech)によって分離した。共培養実験は、トランスウェルシステム(Corning Incorporated、Corning、New York)で、10%FBSを含むRPMI1640培地で実施した。下部ウェルにブドウ膜形成細胞またはB-1a細胞(5×105個)を播種した後、マクロファージまたは樹状細胞(5×105個)を上部チャンバー(孔径:0.4 pm)に播種し、IRBP651-670(20μg/ml)で再刺激した。共培養の72時間後、フローサイトメトリーおよびチミジン取り込みアッセイによる分析のために細胞を回収した。ヒトB-1a細胞の機能分析のために、健康な対照からのCD19+ CD20+ CD27+ CD43+ B1細胞を細胞選別によって精製し、rhIL-27(100ng/ml)の存在下または非存在下、72時間抗CD40(10μg/ml)および抗IgM(5μg/ml)で刺激した。
EAU、B-1a、マクロファージ、および樹状細胞を有するマウスのリンパ節および脾臓から単離したブドウ膜形成細胞は、第17日にEAU免疫化マウスから単離した。B-1a、マクロファージ、および樹状細胞は、磁気カラムビーズ(MiltenyiBiotech)によって分離した。共培養実験は、トランスウェルシステム(Corning Incorporated、Corning、New York)で、10%FBSを含むRPMI1640培地で実施した。下部ウェルにブドウ膜形成細胞またはB-1a細胞(5×105個)を播種した後、マクロファージまたは樹状細胞(5×105個)を上部チャンバー(孔径:0.4 pm)に播種し、IRBP651-670(20μg/ml)で再刺激した。共培養の72時間後、フローサイトメトリーおよびチミジン取り込みアッセイによる分析のために細胞を回収した。ヒトB-1a細胞の機能分析のために、健康な対照からのCD19+ CD20+ CD27+ CD43+ B1細胞を細胞選別によって精製し、rhIL-27(100ng/ml)の存在下または非存在下、72時間抗CD40(10μg/ml)および抗IgM(5μg/ml)で刺激した。
実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)
EAEは、熱殺菌し粉砕した結核菌H37RA株2.5 mg/mlを含む、CFAエマルジョン中の200μgミエリンオリゴデンドロ部位糖タンパク質ペプチド35-55(MOG35-55)(Sigma-Aldrich)による皮下免疫によって誘導した。マウスはまた、0.1%正常マウス血清を含む100μlのRPMI1640培地百日咳菌毒素(Sigma-Aldrich)0.3μgを第0日および免疫化後第2日に2回腹腔内(i.p.)注射した。一部のマウスは、MOG35-55による免疫化と同時に、および免疫化後第12日まで隔日に、IL-27(100ng/マウス)を投与した。対照群またはIL-27処置群(n=12)は、免疫化の第17日に安楽死させた。マウスをモニターし、マスクされた観察者が疾患の重症度を毎日評価した。EAEの臨床徴候は、以下の尺度に従って等級分けした。0、臨床症状なし。1、巧緻運動障害、失禁または脱力性膀胱、たるんだ尾;2、軽度の対麻痺(運動開始障害(trouble initiating movement));3、中等度の対麻痺(後肢の脱力);4、完全な前肢および後肢の麻痺;5、瀕死状態(Liu et al., J.Immunol.,180:6070-6076(2008)を参照せよ。)。脊髄と脳は免疫化の17日後に採取し、ヘマトキシリンとエオシン(H&E)で染色した。養子移植研究では、IL-27の有無にかかわらず処置したEAEのマウスを免疫化後第10日に屠殺し、脳炎誘発細胞の養子移植によるEAEの受動的誘導のドナーとして使用した。脾臓細胞を単離し、MOG35-55ペプチド(20μg/ml)および抗CD40抗体(10μg/ml)でIL-27の存在下または非存在、3日間刺激し、ナイーブ同系レシピエントに静脈内(i.v.)移植した。マウス(10×106個/マウス;n=12)。養子細胞移植の20日後、疾患を評価し、レシピエントマウスから脳または脊髄組織を回収し、10%緩衝ホルマリンで固定し、組織病理学的検査のために切片にした。中枢神経系(CNS)浸潤物を脳および脊髄から回収し、リンパ球/単核細胞をコラゲナーゼ消化とそれに続く分析のためのパーコール勾配によって分離した。
EAEは、熱殺菌し粉砕した結核菌H37RA株2.5 mg/mlを含む、CFAエマルジョン中の200μgミエリンオリゴデンドロ部位糖タンパク質ペプチド35-55(MOG35-55)(Sigma-Aldrich)による皮下免疫によって誘導した。マウスはまた、0.1%正常マウス血清を含む100μlのRPMI1640培地百日咳菌毒素(Sigma-Aldrich)0.3μgを第0日および免疫化後第2日に2回腹腔内(i.p.)注射した。一部のマウスは、MOG35-55による免疫化と同時に、および免疫化後第12日まで隔日に、IL-27(100ng/マウス)を投与した。対照群またはIL-27処置群(n=12)は、免疫化の第17日に安楽死させた。マウスをモニターし、マスクされた観察者が疾患の重症度を毎日評価した。EAEの臨床徴候は、以下の尺度に従って等級分けした。0、臨床症状なし。1、巧緻運動障害、失禁または脱力性膀胱、たるんだ尾;2、軽度の対麻痺(運動開始障害(trouble initiating movement));3、中等度の対麻痺(後肢の脱力);4、完全な前肢および後肢の麻痺;5、瀕死状態(Liu et al., J.Immunol.,180:6070-6076(2008)を参照せよ。)。脊髄と脳は免疫化の17日後に採取し、ヘマトキシリンとエオシン(H&E)で染色した。養子移植研究では、IL-27の有無にかかわらず処置したEAEのマウスを免疫化後第10日に屠殺し、脳炎誘発細胞の養子移植によるEAEの受動的誘導のドナーとして使用した。脾臓細胞を単離し、MOG35-55ペプチド(20μg/ml)および抗CD40抗体(10μg/ml)でIL-27の存在下または非存在、3日間刺激し、ナイーブ同系レシピエントに静脈内(i.v.)移植した。マウス(10×106個/マウス;n=12)。養子細胞移植の20日後、疾患を評価し、レシピエントマウスから脳または脊髄組織を回収し、10%緩衝ホルマリンで固定し、組織病理学的検査のために切片にした。中枢神経系(CNS)浸潤物を脳および脊髄から回収し、リンパ球/単核細胞をコラゲナーゼ消化とそれに続く分析のためのパーコール勾配によって分離した。
B-1a細胞の養子移植
B-1a細胞は、ドナーマウスの腹腔から分離し、磁気ビーズを使用して分類した。LPS(1μg/ml)を含む完全RPMI 1640で48時間B-1a細胞を培養し、洗浄(2×)して残留LPSを除去し、C57BL/6JおよびIL-27RαKOマウスに養子移植(5×l05個)した。
B-1a細胞は、ドナーマウスの腹腔から分離し、磁気ビーズを使用して分類した。LPS(1μg/ml)を含む完全RPMI 1640で48時間B-1a細胞を培養し、洗浄(2×)して残留LPSを除去し、C57BL/6JおよびIL-27RαKOマウスに養子移植(5×l05個)した。
LPS誘発性炎症のインビボモデル
LPS(50μg/マウス)をC57BL/6Jマウスに注射し、一部のマウスは、静脈注射によるLPS注射の1時間前にIL-27(100ng/マウス)を投与した。対照群およびIL-27処置群(n=5)のマウスは、注射の24時間後に安楽死させ、脾臓細胞を蛍光活性化細胞選別(FACS)分析に供した。
LPS(50μg/マウス)をC57BL/6Jマウスに注射し、一部のマウスは、静脈注射によるLPS注射の1時間前にIL-27(100ng/マウス)を投与した。対照群およびIL-27処置群(n=5)のマウスは、注射の24時間後に安楽死させ、脾臓細胞を蛍光活性化細胞選別(FACS)分析に供した。
増殖アッセイ
ブドウ膜形成細胞またはB-1a細胞は、免疫化後第17日にIRBP免疫化C57BL/6JまたはIL-27RαKOマウスから採取した。前記細胞は、B-1a、樹状細胞、およびマクロファージの存在下または非存在下、IRBPペプチドを用いてインビトロで72時間再刺激した。インビトロ研究のために、CD19+ B細胞をIL-27の存在下または非存在下、抗CD40抗体(10μg/ml)および抗IgM抗体(5μg/ml)で刺激した。培養の最後の24時間、細胞に3H-チミジン(0.5μCi/10μl/ウェル)をパルスした。提示したデータは、5つのレプリケート培養の応答の平均CPM±S.E.Mである。
ブドウ膜形成細胞またはB-1a細胞は、免疫化後第17日にIRBP免疫化C57BL/6JまたはIL-27RαKOマウスから採取した。前記細胞は、B-1a、樹状細胞、およびマクロファージの存在下または非存在下、IRBPペプチドを用いてインビトロで72時間再刺激した。インビトロ研究のために、CD19+ B細胞をIL-27の存在下または非存在下、抗CD40抗体(10μg/ml)および抗IgM抗体(5μg/ml)で刺激した。培養の最後の24時間、細胞に3H-チミジン(0.5μCi/10μl/ウェル)をパルスした。提示したデータは、5つのレプリケート培養の応答の平均CPM±S.E.Mである。
FACSによるサイトカイン発現リンパ球の検出
CD19+ B細胞(>98%)は、LPS(2μg/ml)で刺激されるか、上述のとおり抗CD40抗体(10μg/ml)および抗IgM抗体(5μg/ml)で活性化された。細胞内サイトカイン検出のために、細胞をホルボールミリステートアセテート(PMA)(50ng/ml)/イオノマイシン(500ng/ml)で5時間再刺激した。GOLGIPLUG(商標)(BD Pharmingen、カリフォルニア州サンディエゴ)が最後の3時間に追加され、細胞内サイトカイン染色は、推奨されるBD CYTOFIX/CYTOPERM(商標)キット(BD Pharmingen)を使用して実行された。FACS分析はタンパク質特異的モノクローナル抗体および対応するアイソタイプ対照抗体(BD Pharmingen)を使用するMACSQUANT(商標)アナライザー(Miltenyi Biotec)で実行された(Amadi-Obi et al., Nat.Med.,13:711-718(2007)、およびWang et al., Nat.Med.,20:633-641(2014)を参照せよ。)。FACS分析は、蛍光色素と結合したモノクローナル抗体(CD19、CD20、CD24、CD27、CD38、CD43、CD138、およびCD11bを含む)で染色されたサンプルで実行された。細胞は色補正され、象限ゲートは、0.3%未満のバックグラウンドを持つアイソタイプ対照を使用して設定された。生細胞は、側方散乱(SSC)および前方散乱(FSC)分析に供された。
CD19+ B細胞(>98%)は、LPS(2μg/ml)で刺激されるか、上述のとおり抗CD40抗体(10μg/ml)および抗IgM抗体(5μg/ml)で活性化された。細胞内サイトカイン検出のために、細胞をホルボールミリステートアセテート(PMA)(50ng/ml)/イオノマイシン(500ng/ml)で5時間再刺激した。GOLGIPLUG(商標)(BD Pharmingen、カリフォルニア州サンディエゴ)が最後の3時間に追加され、細胞内サイトカイン染色は、推奨されるBD CYTOFIX/CYTOPERM(商標)キット(BD Pharmingen)を使用して実行された。FACS分析はタンパク質特異的モノクローナル抗体および対応するアイソタイプ対照抗体(BD Pharmingen)を使用するMACSQUANT(商標)アナライザー(Miltenyi Biotec)で実行された(Amadi-Obi et al., Nat.Med.,13:711-718(2007)、およびWang et al., Nat.Med.,20:633-641(2014)を参照せよ。)。FACS分析は、蛍光色素と結合したモノクローナル抗体(CD19、CD20、CD24、CD27、CD38、CD43、CD138、およびCD11bを含む)で染色されたサンプルで実行された。細胞は色補正され、象限ゲートは、0.3%未満のバックグラウンドを持つアイソタイプ対照を使用して設定された。生細胞は、側方散乱(SSC)および前方散乱(FSC)分析に供された。
制御性B細胞(Breg)および制御性T細胞(T reg)の特性評価
未免疫化EAEまたはEAUマウスの脳、脊髄、網膜、腹腔、血液、脾臓、または流入領域リンパ節(LN)から分離した初代B細胞は、CD19+ 細胞について分類され、表面および細胞内FACS分析に使用した。一部の細胞は、LPS、IRBP651-670-ペプチドおよび抗CD40抗体、MOG35-55-ペプチドおよび抗CD40で再活性化された(Wang et al., Nat. Med.,20:633-641(2014)、およびChoi et al., Front Immunol。、8:1258(2017)を参照せよ。)。細胞内サイトカイン検出のために、細胞をPMA(50ng/ml)およびイオノマイシン(500ng/ml)で5時間再刺激した。GOLGIPLUG(商標)(BD Pharmingen)を最後の1時間に追加し、推奨されるBD BD CYTOFIX/CYTOPERM(商標)キット(BD Pharmingen)を使用して細胞内サイトカイン染色を行った。FACS分析は、MACSQUANT(商標)アナライザー(Miltenyi Biotec)で、タンパク質特異的モノクローナル抗体と対応するアイソタイプ対照抗体(BD Pharmingen)を使用して前述したように、タンパク質特異的モノクローナル抗体と対応するアイソタイプ対照抗体(BD Pharmingen)を使用して実行した。死細胞を死細胞排除色素(Fixable Viability DyeEFLUOR(商標)450、Thermo Fisher Scientific)で染色し、生細胞を側方散乱(SSC)および前方散乱(FSC)分析に供した。BregおよびTreg細胞は、CD4、CD19、CD5、CD27、CD38、CD138、B220、CD1d、IL-10、p28、p35またはEbi3の発現の分析によって特徴づけられた。FACS分析は、蛍光色素と結合したモノクローナル抗体で染色された細胞で実行され、死んだ細胞は除外され、細胞の各チューブは色補正された。象限ゲートは、バックグラウンドが0.5%未満のアイソタイプ対照を使用して設定された。
未免疫化EAEまたはEAUマウスの脳、脊髄、網膜、腹腔、血液、脾臓、または流入領域リンパ節(LN)から分離した初代B細胞は、CD19+ 細胞について分類され、表面および細胞内FACS分析に使用した。一部の細胞は、LPS、IRBP651-670-ペプチドおよび抗CD40抗体、MOG35-55-ペプチドおよび抗CD40で再活性化された(Wang et al., Nat. Med.,20:633-641(2014)、およびChoi et al., Front Immunol。、8:1258(2017)を参照せよ。)。細胞内サイトカイン検出のために、細胞をPMA(50ng/ml)およびイオノマイシン(500ng/ml)で5時間再刺激した。GOLGIPLUG(商標)(BD Pharmingen)を最後の1時間に追加し、推奨されるBD BD CYTOFIX/CYTOPERM(商標)キット(BD Pharmingen)を使用して細胞内サイトカイン染色を行った。FACS分析は、MACSQUANT(商標)アナライザー(Miltenyi Biotec)で、タンパク質特異的モノクローナル抗体と対応するアイソタイプ対照抗体(BD Pharmingen)を使用して前述したように、タンパク質特異的モノクローナル抗体と対応するアイソタイプ対照抗体(BD Pharmingen)を使用して実行した。死細胞を死細胞排除色素(Fixable Viability DyeEFLUOR(商標)450、Thermo Fisher Scientific)で染色し、生細胞を側方散乱(SSC)および前方散乱(FSC)分析に供した。BregおよびTreg細胞は、CD4、CD19、CD5、CD27、CD38、CD138、B220、CD1d、IL-10、p28、p35またはEbi3の発現の分析によって特徴づけられた。FACS分析は、蛍光色素と結合したモノクローナル抗体で染色された細胞で実行され、死んだ細胞は除外され、細胞の各チューブは色補正された。象限ゲートは、バックグラウンドが0.5%未満のアイソタイプ対照を使用して設定された。
CRISPRJCas9を介した遺伝子欠損
既知の手法(Sanjana et al., Nat. Med.,11:783-784(2014)を参照せよ。)を使用してsgRNAが生成され、lentiCRISPR v2、pMD2.Gにクローン化された。標的上の結合効率と標的外のヒットの確率によってsgRNA部位をラック(racking)するオンラインツールであるCRISPRSCANによって、sgRNAは選択された。IL-27の場合、3つのsgRNAが選択され、U6プロモーターによって駆動されるSpCas9sgRNA足場を運ぶレンチウイルスベクターにクローン化された。sgRNA配列は以下のとおりであった:sgp28標的部位1、5’-GCTTCCTCGCTACC AC ACT-3’(配列番号1)、部位2;5’-GGGCCATGAGGCTGGAT CTC-3’(配列番号2);部位3 5’-GATGGTATCCCAGGGGCAGG-3’(配列番号3)。Ebi3ターゲティングでは、同じレンチウイルスベクターを3つのsgRNAのクローニングに使用した。5’-GTCGGGGATGGTGC ATCGGG-3’(配列番号4);部位2 5’-TCTCTGATGGGTCACTAACT-3’(配列番号5);部位3 5’-CAGGAGCAGTCCACGGCCAC-3’(配列番号6)。IL-27を削除するために、精製されたB-1a細胞またはマクロファージにsgRNAを発現するレンチウイルスクローンを形質導入した。感染の2日後、細胞をLPSで48時間活性化し、FACSまたはELISAで分析した。
既知の手法(Sanjana et al., Nat. Med.,11:783-784(2014)を参照せよ。)を使用してsgRNAが生成され、lentiCRISPR v2、pMD2.Gにクローン化された。標的上の結合効率と標的外のヒットの確率によってsgRNA部位をラック(racking)するオンラインツールであるCRISPRSCANによって、sgRNAは選択された。IL-27の場合、3つのsgRNAが選択され、U6プロモーターによって駆動されるSpCas9sgRNA足場を運ぶレンチウイルスベクターにクローン化された。sgRNA配列は以下のとおりであった:sgp28標的部位1、5’-GCTTCCTCGCTACC AC ACT-3’(配列番号1)、部位2;5’-GGGCCATGAGGCTGGAT CTC-3’(配列番号2);部位3 5’-GATGGTATCCCAGGGGCAGG-3’(配列番号3)。Ebi3ターゲティングでは、同じレンチウイルスベクターを3つのsgRNAのクローニングに使用した。5’-GTCGGGGATGGTGC ATCGGG-3’(配列番号4);部位2 5’-TCTCTGATGGGTCACTAACT-3’(配列番号5);部位3 5’-CAGGAGCAGTCCACGGCCAC-3’(配列番号6)。IL-27を削除するために、精製されたB-1a細胞またはマクロファージにsgRNAを発現するレンチウイルスクローンを形質導入した。感染の2日後、細胞をLPSで48時間活性化し、FACSまたはELISAで分析した。
ELISAによるサイトカイン分泌の検出
CD19+ B細胞またはB-1a細胞は、LPS、抗CD40と抗IgMおよび/またはIL-27の存在下または非存在下、インビトロで活性化された。培養48時間後に上清を回収した。IL-27およびIL-35は、マウスIL-27またはIL-35に特異的なヘテロ二量体ELISAキット(BioLegend、カリフォルニア州サンディエゴ)を使用して定量した。IL-17またはIL-10は、製造者が推奨するとおりにR&Dシステムのキットを使用して定量化した。
CD19+ B細胞またはB-1a細胞は、LPS、抗CD40と抗IgMおよび/またはIL-27の存在下または非存在下、インビトロで活性化された。培養48時間後に上清を回収した。IL-27およびIL-35は、マウスIL-27またはIL-35に特異的なヘテロ二量体ELISAキット(BioLegend、カリフォルニア州サンディエゴ)を使用して定量した。IL-17またはIL-10は、製造者が推奨するとおりにR&Dシステムのキットを使用して定量化した。
RNA抽出、NanoString分析、およびPCR
RNEASY(商標)plusミニキット(Qiagen、ヒルデン、ドイツ)を使用して、腹腔または脾臓から全RNAを単離した。既知の技術に従って、cDNA合成、RT-PCRおよびqPCR分析を行った(Amadi-Obi et al., Nat.Med.,13:711-718(2007)を参照せよ。)。RT-PCR分析に使用される各遺伝子特異的プライマー対は、少なくとも1つのイントロンにまたがっている。qPCRに使用される以下のプライマーおよびプローブはAppliedBiosystems(Foster City、California)から購入した:IRF8(Mm_00492567)、IRF4(Mm_00516431)、BCL6(Mm_00477633)、Blimpl(Mm_00476128)、Pax5(Mm_00435501)、Lag-3(Mm_01185091 )、PD-1(Mm_00435532)、IL- 27(Mm_004461162)、IL-12a(Mm_00434169)、IL-10(Mm_00439614)、IL-27Rα(Mm_00497259)、p21(Mm_00817699)、p27(Mm_00438168)、Cdk1(Mm_00772472)、Cdk2(Mm_00443947)、Cdk4(Mm_00726334)。mRNA発現はGADPH(Mm_99999915)遺伝子のレベルに正規化された。NanoString nCounter分析では、サンプルあたり合計100ngのRNAを使用した。カスタムnCounter遺伝子発現CodeSet免疫学パネルが使用された。データはハウスキーピング遺伝子を使用して正規化され、nSolverAnalysisソフトウェアバージョン3で分析された。
RNEASY(商標)plusミニキット(Qiagen、ヒルデン、ドイツ)を使用して、腹腔または脾臓から全RNAを単離した。既知の技術に従って、cDNA合成、RT-PCRおよびqPCR分析を行った(Amadi-Obi et al., Nat.Med.,13:711-718(2007)を参照せよ。)。RT-PCR分析に使用される各遺伝子特異的プライマー対は、少なくとも1つのイントロンにまたがっている。qPCRに使用される以下のプライマーおよびプローブはAppliedBiosystems(Foster City、California)から購入した:IRF8(Mm_00492567)、IRF4(Mm_00516431)、BCL6(Mm_00477633)、Blimpl(Mm_00476128)、Pax5(Mm_00435501)、Lag-3(Mm_01185091 )、PD-1(Mm_00435532)、IL- 27(Mm_004461162)、IL-12a(Mm_00434169)、IL-10(Mm_00439614)、IL-27Rα(Mm_00497259)、p21(Mm_00817699)、p27(Mm_00438168)、Cdk1(Mm_00772472)、Cdk2(Mm_00443947)、Cdk4(Mm_00726334)。mRNA発現はGADPH(Mm_99999915)遺伝子のレベルに正規化された。NanoString nCounter分析では、サンプルあたり合計100ngのRNAを使用した。カスタムnCounter遺伝子発現CodeSet免疫学パネルが使用された。データはハウスキーピング遺伝子を使用して正規化され、nSolverAnalysisソフトウェアバージョン3で分析された。
免疫沈降およびイムノブロッティング
全細胞溶解物は、既知の技術に従って調製された(Li et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci.,40:976-982(1999)を参照せよ)。清澄化した溶解物または細胞上清を、既知の技術に従ってプロテインG-セファロースビーズに事前に結合した抗体で免疫沈降させた(Oh et al., J.Biol.Chem.,286:30888-30897(2014)を参照せよ。)。免疫沈降物はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によって分離され、ブロットは特定の抗体でプローブされた。以下の抗体を免疫沈降および/またはウエスタンブロッティングに使用した:p28(Invitrogen)、Ebi3、およびβ-アクチン(Santa CruzBiotechnology)。免疫前血清を対照として並行して使用し、ECLシステム(Amersham、Arlington Heights、Illinois)を使用してHRPコンジュゲート2次F(ab’)2(Zymed Labs、San Francisco、California)でシグナルを検出した。
全細胞溶解物は、既知の技術に従って調製された(Li et al., Invest. Ophthalmol. Vis. Sci.,40:976-982(1999)を参照せよ)。清澄化した溶解物または細胞上清を、既知の技術に従ってプロテインG-セファロースビーズに事前に結合した抗体で免疫沈降させた(Oh et al., J.Biol.Chem.,286:30888-30897(2014)を参照せよ。)。免疫沈降物はドデシル硫酸ナトリウム(SDS)-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によって分離され、ブロットは特定の抗体でプローブされた。以下の抗体を免疫沈降および/またはウエスタンブロッティングに使用した:p28(Invitrogen)、Ebi3、およびβ-アクチン(Santa CruzBiotechnology)。免疫前血清を対照として並行して使用し、ECLシステム(Amersham、Arlington Heights、Illinois)を使用してHRPコンジュゲート2次F(ab’)2(Zymed Labs、San Francisco、California)でシグナルを検出した。
ウエスタンブロッティング分析
全細胞溶解物の調製およびウエスタンブロット分析の実施は、既知の技術に従って実施した(Wang et al., Nat. Med.,20:633-641(2014)およびEgwuagu et al., J.Immunol.,168:3181-3187(2002)を参照せよ)。細胞抽出物(20~40μg/レーン)を還元状態の10%勾配SDS-PAGEで分画し、pSTAT1、pSTAT3、STAT1、STAT3、p28、p35、Ebi3、IL-27Rα、GP130、IRF8またはβ-アクチン(サンタクルスバイオテクノロジーおよびセルシグナリングテクノロジー、マサチューセッツ州ダンバーズ)に特異的な抗体を使用してウエスタンブロット分析を行った。免疫前血清を対照として並行して使用し、ECL-PLUSシステム(Amersham)を使用してHRP結合2次F(ab’)2 Ab(Zymed Laboratories)でシグナルを検出した。各ウエスタンブロッティング分析を少なくとも3回繰り返した。
全細胞溶解物の調製およびウエスタンブロット分析の実施は、既知の技術に従って実施した(Wang et al., Nat. Med.,20:633-641(2014)およびEgwuagu et al., J.Immunol.,168:3181-3187(2002)を参照せよ)。細胞抽出物(20~40μg/レーン)を還元状態の10%勾配SDS-PAGEで分画し、pSTAT1、pSTAT3、STAT1、STAT3、p28、p35、Ebi3、IL-27Rα、GP130、IRF8またはβ-アクチン(サンタクルスバイオテクノロジーおよびセルシグナリングテクノロジー、マサチューセッツ州ダンバーズ)に特異的な抗体を使用してウエスタンブロット分析を行った。免疫前血清を対照として並行して使用し、ECL-PLUSシステム(Amersham)を使用してHRP結合2次F(ab’)2 Ab(Zymed Laboratories)でシグナルを検出した。各ウエスタンブロッティング分析を少なくとも3回繰り返した。
クロマチン免疫沈降(ChIP)分析
ChIPアッセイは、EZ-CHIP(商標)クロマチン免疫沈降キット(Millipore Sigma、ダルムシュタット、ドイツ)を使用して実施した。B細胞をIL-27の存在下または非存在下、LPSで活性化し、DNA-タンパク質複合体を最終濃度1%で培地に新鮮なホルムアルデヒド(Sigma-Aldrich)を添加することにより、10分間架橋し、その後135mM グリシンでクエンチングした。次に、細胞を冷PBS(2×)で洗浄し、溶解した(EZ-CHIP(商標)溶解バッファー) 15秒のバーストで超音波処理(5×)する(Sonic Dismembrator Model 1000、Thermo Fisher Scientificの出力5)。次に、溶解物をプロテインG-アガロースで1時間清澄化し、ペレット化し、対照IgGまたは抗STAT1またはSTAT3抗体(Cell Signaling Technology)とともに一晩インキュベートした。抗体をインキュベートする前に、インプットサンプルを溶解物から取り出し、抽出するまで-80℃で保存した。免疫沈降は、製造元の指示(EZ-CHIP(商標))に従って実行した。免疫沈降および入力されたDNAは、STAT1およびSTAT3の結合活性を検出するために、プライマーを使用してPCRおよびqPCRに供された。IL-27p28遺伝子プロモーターのプライマー(5’-CTGAAACCCCAGCTTCCTGCCA-3’(配列番号7)および5’-CATCTCCTGGGTAGGGGGGTCTTATACT-3’(配列番号8))は、-134から-303であり、STAT結合モチーフGGAAGGGAAA 77 ACGTT(配列番号9)である。EBI3遺伝子のプロモーター領域のプライマー(5’-CTGATTCTGTCTCTGTTTCTCTCAGTT-3’(配列番号10)および5’-GTGGGGAAAGGCCTTGAGGTAGA-3’(配列番号11))は-1から-150であり、STAT結合モチーフはCCTCAAGGCCTTTCC(配列番号12)である。
ChIPアッセイは、EZ-CHIP(商標)クロマチン免疫沈降キット(Millipore Sigma、ダルムシュタット、ドイツ)を使用して実施した。B細胞をIL-27の存在下または非存在下、LPSで活性化し、DNA-タンパク質複合体を最終濃度1%で培地に新鮮なホルムアルデヒド(Sigma-Aldrich)を添加することにより、10分間架橋し、その後135mM グリシンでクエンチングした。次に、細胞を冷PBS(2×)で洗浄し、溶解した(EZ-CHIP(商標)溶解バッファー) 15秒のバーストで超音波処理(5×)する(Sonic Dismembrator Model 1000、Thermo Fisher Scientificの出力5)。次に、溶解物をプロテインG-アガロースで1時間清澄化し、ペレット化し、対照IgGまたは抗STAT1またはSTAT3抗体(Cell Signaling Technology)とともに一晩インキュベートした。抗体をインキュベートする前に、インプットサンプルを溶解物から取り出し、抽出するまで-80℃で保存した。免疫沈降は、製造元の指示(EZ-CHIP(商標))に従って実行した。免疫沈降および入力されたDNAは、STAT1およびSTAT3の結合活性を検出するために、プライマーを使用してPCRおよびqPCRに供された。IL-27p28遺伝子プロモーターのプライマー(5’-CTGAAACCCCAGCTTCCTGCCA-3’(配列番号7)および5’-CATCTCCTGGGTAGGGGGGTCTTATACT-3’(配列番号8))は、-134から-303であり、STAT結合モチーフGGAAGGGAAA 77 ACGTT(配列番号9)である。EBI3遺伝子のプロモーター領域のプライマー(5’-CTGATTCTGTCTCTGTTTCTCTCAGTT-3’(配列番号10)および5’-GTGGGGAAAGGCCTTGAGGTAGA-3’(配列番号11))は-1から-150であり、STAT結合モチーフはCCTCAAGGCCTTTCC(配列番号12)である。
電気泳動移動度シフトアッセイ(EMSA)
EMSAは、よく知られた手順に従って実行した(Yu et al., J.Immunol.,157:126-137(1996)を参照せよ。)。AP1-IRF-1複合要素(AICE)5’TGAnTCA/GAAA-3’(配列番号13)からのモチーフを含む2本鎖オリゴヌクレオチドを、クレノウポリメラーゼ(New England BioLabs、Beverly、マサチューセッツ)を使用したフィルイン反応によって[α-P32] dATPまたは(alpha-32P)dGTP(3000 Ci/mmol)(PerkinE標識した。lmer Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)で標識した。選別されたCD19+ B細胞をIL-27(20μg/ml)の存在下または非存在下、LPS(1μg/ml)で3日間刺激し、既知の手順(Yu et al., J.Immunol.,157:126-137(1996)を参照せよ。)に従って、核抽出物を以下のプロテアーゼ阻害剤を含むバッファーで調製した:2μM ロイペプチン、2μM ペプスタチン、0.1μM アプロチニン、1mM [4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオリド、塩酸塩]、0.5mM フェニルメチルスルホニルフルオリド、および1μM E-64[N-(N-l-トランス-カルボキシオキシラン-2-カルボニル)-1-ロイペプチン]アグマチン。タンパク質レベルは推奨されるBCA法で測定し、抽出物は使用するまで-70℃で保存した。DNA-タンパク質結合反応は、5μgの核タンパク質と1μgの2本鎖ポリ(dLC)(Boehringer Mannheim、バルセロナ、スペイン)、12mM HEPES(pH 7.9)、60mM KCI、0.5mM DTT、12%グリセロール、2.5mM MgClを含む20μl混合物で行った。氷上で15分間インキュベートした後、サンプルを1μl P32標識プローブ(15,000cpm)で室温で20分間、さらにインキュベートし、0.25xTris-borate-EDTAバッファー中の5%ネイティブポリアクリルアミドゲルで分画した。スーパーシフト分析では、32P標識プローブを追加する前に、抽出物を塩基性ロイシンジッパー転写因子(BATF)(Cell Signaling Technology)、Jun B、Jun D、IRF-4、IRF-8またはIRF-1(Santa CruzBiotechnology)に特異的な1μlの抗体とプレインキュベートした。
EMSAは、よく知られた手順に従って実行した(Yu et al., J.Immunol.,157:126-137(1996)を参照せよ。)。AP1-IRF-1複合要素(AICE)5’TGAnTCA/GAAA-3’(配列番号13)からのモチーフを含む2本鎖オリゴヌクレオチドを、クレノウポリメラーゼ(New England BioLabs、Beverly、マサチューセッツ)を使用したフィルイン反応によって[α-P32] dATPまたは(alpha-32P)dGTP(3000 Ci/mmol)(PerkinE標識した。lmer Inc.、マサチューセッツ州ウォルサム)で標識した。選別されたCD19+ B細胞をIL-27(20μg/ml)の存在下または非存在下、LPS(1μg/ml)で3日間刺激し、既知の手順(Yu et al., J.Immunol.,157:126-137(1996)を参照せよ。)に従って、核抽出物を以下のプロテアーゼ阻害剤を含むバッファーで調製した:2μM ロイペプチン、2μM ペプスタチン、0.1μM アプロチニン、1mM [4-(2-アミノエチル)ベンゼンスルホニルフルオリド、塩酸塩]、0.5mM フェニルメチルスルホニルフルオリド、および1μM E-64[N-(N-l-トランス-カルボキシオキシラン-2-カルボニル)-1-ロイペプチン]アグマチン。タンパク質レベルは推奨されるBCA法で測定し、抽出物は使用するまで-70℃で保存した。DNA-タンパク質結合反応は、5μgの核タンパク質と1μgの2本鎖ポリ(dLC)(Boehringer Mannheim、バルセロナ、スペイン)、12mM HEPES(pH 7.9)、60mM KCI、0.5mM DTT、12%グリセロール、2.5mM MgClを含む20μl混合物で行った。氷上で15分間インキュベートした後、サンプルを1μl P32標識プローブ(15,000cpm)で室温で20分間、さらにインキュベートし、0.25xTris-borate-EDTAバッファー中の5%ネイティブポリアクリルアミドゲルで分画した。スーパーシフト分析では、32P標識プローブを追加する前に、抽出物を塩基性ロイシンジッパー転写因子(BATF)(Cell Signaling Technology)、Jun B、Jun D、IRF-4、IRF-8またはIRF-1(Santa CruzBiotechnology)に特異的な1μlの抗体とプレインキュベートした。
近接ライゲーションアッセイ
近接ライゲーションアッセイ(PLA)は、Duolink PLAキット(Sigma Aldrich、ミズーリ州セントルイス)を使用して実行した。活性化されたB細胞をスライドに付着させ、ブロッキング溶液で1時間ブロックした後、マウス抗p28(ウサギ)および抗Ebi3(マウス)1次抗体とともに一晩インキュベートした。次に、1次抗体に結合するオリゴヌクレオチド標識2次抗体(PLAプローブ)の対を追加し、1時間インキュベートした後、ハイブリダイズするコネクターオリゴを含むライゲーション溶液を追加した。次に、近接した(40nm以内の)PLAプローブが相互作用し、コネクターオリゴにライゲーションされた。得られた閉じた環状DNAテンプレートは、DNAポリメラーゼによって増幅された。次に、アンプリコンおよびp28:Ebi3ヘテロダイマーの反復配列にハイブリダイズした蛍光色素に結合した相補的検出オリゴを、共焦点顕微鏡(LSM 700、Carl Zeiss AG、ドイツ、オーバーコッヘン)によって個別の蛍光スポットとして検出する。
近接ライゲーションアッセイ(PLA)は、Duolink PLAキット(Sigma Aldrich、ミズーリ州セントルイス)を使用して実行した。活性化されたB細胞をスライドに付着させ、ブロッキング溶液で1時間ブロックした後、マウス抗p28(ウサギ)および抗Ebi3(マウス)1次抗体とともに一晩インキュベートした。次に、1次抗体に結合するオリゴヌクレオチド標識2次抗体(PLAプローブ)の対を追加し、1時間インキュベートした後、ハイブリダイズするコネクターオリゴを含むライゲーション溶液を追加した。次に、近接した(40nm以内の)PLAプローブが相互作用し、コネクターオリゴにライゲーションされた。得られた閉じた環状DNAテンプレートは、DNAポリメラーゼによって増幅された。次に、アンプリコンおよびp28:Ebi3ヘテロダイマーの反復配列にハイブリダイズした蛍光色素に結合した相補的検出オリゴを、共焦点顕微鏡(LSM 700、Carl Zeiss AG、ドイツ、オーバーコッヘン)によって個別の蛍光スポットとして検出する。
RNA-Seqと分析
RNA-Seqの場合、mRNAはoligo-dTビーズによって分離され、ライブラリは標準のIllumina,Inc.ライブラリプロトコル(キットRS-122-2101 TruSeq Stranded mRNA LT Sample prepキット、Illumina,Inc.、サンディエゴ、 CA)。ライブラリは、NovaSeq 6000システム(Illumina,Inc.)でシーケンスされた。遺伝子の相対的な存在量は、StringTieを使用してRead Countで測定した。統計分析は、サンプル中の各遺伝子の存在量の推定値を使用して、差次的に発現する遺伝子を見つけるために実行した。サンプル中の0に調整された(zeroed)Read Count値より1つ多い遺伝子は除外された。log2変換を容易にするために、フィルター処理された遺伝子の各Read Count値に1が追加された。フィルタリングされたデータはlog2変換され、M値のトリム平均(TMM)正規化法に供された。差次的発現データの統計的有意性は、edgeRを使用した正確なt検定と、グループ間に差が存在しないという帰無仮説である倍率変化を使用して決定された。P値は、BenjaminiおよびHochbergの偽発見率(FDR)補正を使用して、多重検定用に調整された。ヒートマップの場合、RパッケージヒートマップとBroadInstituteツールのMorpheusとを使用してカウントを正規化した。|倍数変化|> 2および独立したt検定の生p値<0.05を満たす差次的に発現された転写産物の発現パターンを表示するための類似性の尺度としての完全なリンケージおよびユークリッド距離を使用して階層的クラスタリング分析は実行された。
RNA-Seqの場合、mRNAはoligo-dTビーズによって分離され、ライブラリは標準のIllumina,Inc.ライブラリプロトコル(キットRS-122-2101 TruSeq Stranded mRNA LT Sample prepキット、Illumina,Inc.、サンディエゴ、 CA)。ライブラリは、NovaSeq 6000システム(Illumina,Inc.)でシーケンスされた。遺伝子の相対的な存在量は、StringTieを使用してRead Countで測定した。統計分析は、サンプル中の各遺伝子の存在量の推定値を使用して、差次的に発現する遺伝子を見つけるために実行した。サンプル中の0に調整された(zeroed)Read Count値より1つ多い遺伝子は除外された。log2変換を容易にするために、フィルター処理された遺伝子の各Read Count値に1が追加された。フィルタリングされたデータはlog2変換され、M値のトリム平均(TMM)正規化法に供された。差次的発現データの統計的有意性は、edgeRを使用した正確なt検定と、グループ間に差が存在しないという帰無仮説である倍率変化を使用して決定された。P値は、BenjaminiおよびHochbergの偽発見率(FDR)補正を使用して、多重検定用に調整された。ヒートマップの場合、RパッケージヒートマップとBroadInstituteツールのMorpheusとを使用してカウントを正規化した。|倍数変化|> 2および独立したt検定の生p値<0.05を満たす差次的に発現された転写産物の発現パターンを表示するための類似性の尺度としての完全なリンケージおよびユークリッド距離を使用して階層的クラスタリング分析は実行された。
統計分析
グラフは、実験に応じて、GraphPad Prism 7.0、両側の対応のないスチューデントのt検定、ノンパラメトリックなマンホイットニーU検定、または一元配置分散分析を使用してプロットおよび分析した。<0.05の確率値は統計的に有意であると見なされた。一部のデータは、平均+SEMとして提供される。アスタリスクは、p値を以下のように表す:*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001、および****P<0.0001。
グラフは、実験に応じて、GraphPad Prism 7.0、両側の対応のないスチューデントのt検定、ノンパラメトリックなマンホイットニーU検定、または一元配置分散分析を使用してプロットおよび分析した。<0.05の確率値は統計的に有意であると見なされた。一部のデータは、平均+SEMとして提供される。アスタリスクは、p値を以下のように表す:*P<0.05、**P<0.01、***P<0.001、および****P<0.0001。
サンプルサイズは図または図の凡例(legends)で示され、動物の数を指す。ヒト臍帯血またはPBMCを使用したインビトロアッセイは、少なくとも3人の無関係なドナーからの細胞を使用して独立して繰り返された。示される結果は、凡例に記載されているように、少なくとも3回の独立した実験を表す。光コヒーレンストモグラフィー、ERGおよび共焦点画像分析は盲目的に実行された。EAEおよびEAUスコアリングは、マスクされた研究者によって実行された。EAUにおけるi27-Bregの本質的な免疫療法効果が検証され、EAEモデルで再現された。マウスは年齢/性別が一致し、ランダム化され、同数の雄と雌で構成されていた。
実施例1
本実施例は、腹膜B1細胞がIL-27(i27-Bregs)を分泌し、炎症中のi27-Bregsの活性化が2次リンパ組織への脱出を引き起こすことを証明した。
本実施例は、腹膜B1細胞がIL-27(i27-Bregs)を分泌し、炎症中のi27-Bregsの活性化が2次リンパ組織への脱出を引き起こすことを証明した。
免疫組織化学的/共焦点顕微鏡は、活性化したマウスCD19+ B細胞上でp28およびEbi3の発現を共局在させ(図1、白い矢印)、Bリンパ球がIL-27を産生することを示す。B1リンパ球(B-1aおよびB-lb)は、主に腹腔に局在する自然免疫のB細胞であり、B2は脾臓の従来の抗原特異的B細胞である。マウス腹腔または脾臓の活性化B細胞のフローサイトメトリーによる細胞内サイトカイン染色により、これらの発生的および機能的に異なるB細胞系譜の両方がIL-27を産生できることが明らかになった(図2)。しかしながら、B-細胞の活性化刺激または供給源に関係なく、B-1a細胞はIL-27の主要な産生者であり(図2A)、B-1a細胞によるIL-27の産生はELISAによって確認した(図2D)。相互IP/Western分析により、活性化B-1a細胞の溶解物および上清でp28およびEbi3の共発現が検出され、B-1a細胞が実際にヘテロ二量体IL-27(p28/Ebi3)を分泌するというさらなる証拠を提供した。PLAはさらにp28とEbi3の間の物理的相互作用を示し(図132)、B細胞がヘテロ二量体IL-27サイトカインを分泌するという直接的な証拠を提供した。活性化B-1a細胞の全細胞抽出物または上清の相互免疫沈降およびウエスタンブロット(IP/Western)分析により、p28およびEbi3の共発現が検出され(図133)、B細胞がヘテロ二量体IL-27を分泌することがさらに確認された。
活性化されたB細胞のFACS分析は、IL-27に応答して増加する(2.85倍)(図3)、IL-27を産生するB細胞の別個の集団(約7.73%)を明らかにし、IL-27への曝露がi27-Bregの増大を誘発しうることを示唆した。NanoString RNA分析(図5)およびウエスタンブロッティングはまた、BCR/IL-27が相乗的にIL-27サブユニットp28、IL-27Rαの発現をアップレギュレートし、ケモカイン受容体発現のパターンを変化させたことを示した(図5)。免疫組織化学的/共焦点顕微鏡分析はまた、IL-27/BCRシグナル伝達に応答したB細胞によるIL-27のアップレギュレートされた発現(白い矢印)を検出し(図6)、BCRおよびIL-27シグナルがi27-Bregsの最適な増大に必要かもしれないことを示唆する。さらに、クロマチン免疫沈降アッセイは、活性化されたSTAT1およびSTAT3のU27a近位プロモーターへの結合をIL-27が誘導することによってその効果を媒介することを証明した(図112および113)。BCR/IL-27誘導シグナルはIL-27産生細胞の増大を促進したが、BCR/IL-27誘導シグナルは、IL-27受容体(IL-27RαKO)を欠くB細胞の培養においてこれらの細胞を増大させることができず(図7)、IL-27産生B細胞の生成のためにIL-27シグナルが必要であることを明確にした。IL-27産生B-1a細胞のオートクリン増殖のためのIL-27の要件と一致するのは、IL-27がB1細胞におけるIL-27Rα発現をアップレギュレートするという観察である(図8)。重要なことに、免疫療法へのIL-27産生B細胞の適用可能性の文脈において、自然免疫様(innate-like)ヒトB1細胞もIL-27を産生することが見出された(図9-11)。
B細胞がインビボでIL-27を産生できるかどうかを調べるために、C57BL/6JマウスにLPSを注射(i.v)し、腹腔または脾臓でIL-27を産生するB-1aまたはB2細胞の割合を測定した。PBS処理マウスの腹腔内のB-1a細胞の約19.4%が24時間の時点でIL-27を産生していたが、LPSを注射したマウスではこれらの細胞の割合が約55.6%に増加した(図13A-14B)。この反応の急速な動態は、増殖ではなく動員を示す。興味深いことに、IL-27を分泌するB-1a細胞の割合は、腹腔で時とともに急速に低下し、最終的には炎症の第4日までに基底レベルに戻った(図13A-14B)。同様の分析により、IL-27産生B-1a細胞の脾臓への動員の異なるパターンが明らかになった。LPS注射後第1日から、脾臓に動員されたB-1a細胞の百分率は2.01%から徐々に増加し、第3日までに8.8%のピークに達し、その後炎症の第4日に基底レベルに戻った(図13A-14B)。脾臓または腹腔内のIL-27産生B2細胞が2%を超えることは決してないことに留意せよ(図13Bおよび14B)。これらの結果は、LPSの注射がIL-27産生B-1a細胞の急速な増加を誘発し、続いて腹腔からのそれらの退出を誘発し、これらの事象がその後の脾臓へのB-1a細胞の動員と一時的に相関したことを示す。
本データは、脾臓におけるCXCR3およびCXCR5を発現するB-1a細胞の時間依存的な増加を示しており、これは、腹腔内のCXCR4を発現するB-1a細胞の有意な減少と時間的に一致した(図15-17)。これらの結果は、IL-27に応答したB-1a細胞によるCxcr5のアップレギュレートおよびCxcr4転写のダウンレギュレートを示したNanoStringデータ(図5)と一致する(図5および134)。
まとめると、これらの観察結果は、IL-27に応答したB-1a細胞によるケモカイン受容体発現の異なる調節が、腹腔からのB-1a細胞の放出およびその後の脾臓への輸送を促進することを示唆する。
実施例2
本実施例は、IL-27産生B-1a細胞(i27-Bregs)が重篤なブドウ膜炎からの保護をもたらすことを示した。
本実施例は、IL-27産生B-1a細胞(i27-Bregs)が重篤なブドウ膜炎からの保護をもたらすことを示した。
EAUは、ヒトブドウ膜炎の動物モデルであり、CFAの網膜タンパク質/ペプチドによる免疫化によって誘発される主にT細胞を介した眼内炎症性疾患である。EAUモデルを使用して、i27-Bregがブドウ膜炎中の免疫調節に寄与するかどうかを調査した。EAUは、光受容体間レチノイド結合タンパク質(IRBP651-670)に由来するペプチドで免疫化することにより、C57BL/6Jマウスで誘導され、免疫化と同時にマウスをPBS(対照)またはIL-27で処理した。PBS処置マウスの眼底画像は、視神経乳頭縁のかすみ、乳頭近傍領域の拡大、中等度から重度の網膜血管炎、および細胞浸潤を含むブドウ膜炎の特徴を明らかにした(図18)。対照的に、IL-27処置マウスはEAUから保護され、細胞が少なく、疾患スコアが低い軽度のEAUを示した(図19)。PBS処置された眼の組織学的分析は、硝子体、脈絡膜炎、光受容体細胞の損傷および網膜のひだに炎症細胞を示すが、ブドウ膜炎のこれらの特徴的な特徴は、IL-27処置されたマウスの眼では観察されなかった(図20)。光コヒーレンストモグラフィー(OCT)は、PBSで処置したマウスでは、硝子体および視神経乳頭に炎症細胞が実質的に蓄積するが、IL-27したマウスでは炎症細胞がないことを示し(図21)、IL-27処置マウスの網膜電図(ERG)では対照マウスの視覚障害は検出されなかった(図22-25)。EAUの改善と一致して、IL27処置マウスの血清中のIL27の増加およびIL17の減少が検出された(図26-29)。IL-10およびIL-35を含む他の免疫抑制性サイトカインもまた、IL-27処置マウスの血清において上昇した(図26-29)。細胞内サイトカイン分析は、PBS処置マウスの脾臓中の約8.2%のB細胞がIL-27を分泌したことを示すが、i27-Bregの百分率はIL-27処置マウスにおいて15%以上に増加し(図30および31)、i27-Bregの増加とEAUの改善との相関関係を示す。B10(CD 19+ CD5+ CD1dhi)およびB-1a(CD19+ CD5+ CD1dlow)細胞はCD5+であり、自然免疫様Breg機能を示すので、EAU中に誘導されたi27-BregがB-1aまたはB10プールに由来するかどうかを調べた。PBS処理マウスの脾臓には中程度のレベルのIL-27産生B10細胞が含まれていたが(約2.97%)、これらのi27-Bregの割合はIL-27処理マウスではEAU中に増加しなかった(図32-34)。対照的に、PBS処理マウスの脾臓におけるB-1a細胞の約6%以上がi27-Bregであり、IL-27処理マウスでは約11%以上に増加し(図32-34)、IL-27へのインビボ曝露はi27産生B-1a細胞のEAU中の増大をさらに誘導した。
i27-Bregsの潜在的な治療上の重要性を調査するために、腹腔B-1a細胞(>80% i27-Bregs)をWTドナーCD45.2+ マウスからEAUで精製し、5×105個/マウスをナイーブ同系WTまたはIL-27RaKOCD45.1+ マウスに移植し、B-1a細胞の予防的投与の24時間後にEAUを誘発した。免疫化後第17日の眼底画像は、IL-27Rα欠損マウスにおける重度のブドウ膜炎を示し(図35および36)、これは、眼におけるThlおよびThl7細胞の増加と相関していた(図37-38E)。PBSを注射したグループは、IL-27RαKOマウスと比較して重症度は低いものの、ブドウ膜炎の特徴を示した。対照的に、予防的B-1a細胞を与えられたマウスは、Thl/Thl7細胞の減少(図37)および付随する眼におけるIL-27産生B-1a細胞の増加(約10.7%)(図39)と相関する軽度のEAU(図35および36)のみを発症した。この改善はIL-27Rαレシピエントでは観察されず、改善がIL-27によって媒介されたことを証明した。興味深いことに、B-1a療法は、IL-35産生Breg細胞(i35-Breg)の約2.2倍の増殖を誘導した(図40)。
さらに、形質細胞様樹状細胞は、活性化IL-27産生B-1aと形質細胞様樹状細胞との共培養(1:1)後のフローサイトメトリーによって確認されるように、i27-Breg細胞の増殖を誘導することが見出された(IL-27を分泌するCD11b+ B-1a細胞の百分率を示す、図149A-149Bを参照せよ。)。
実施例3
本実施例は、脳と脊髄のi27-Bregが神経炎症と脳脊髄炎を抑制することを証明した。
本実施例は、脳と脊髄のi27-Bregが神経炎症と脳脊髄炎を抑制することを証明した。
これらの研究では、多発性硬化症(MS)と本質的な免疫病原性の特徴を共有し、進行性および再発寛解型のヒト疾患を示す、EAEモデルが使用された。EAEは、MOG35-55-ペプチド/CFAによるC57BL/6Jマウスの免疫化によって誘発された。対照PBS処置マウスは、脳および脊髄への炎症細胞の浸潤、弛緩性尾部、対麻痺、前/後肢麻痺、および瀕死状態を特徴とするEAEを発症した(図44)。しかしながら、組織学およびより低いEAE臨床スコアによって示されるように、EAEのこれらの顕著な特徴はIL-27処置マウスにおいてはるかに減少した(図45)。疾患の減弱は、IL-27処置マウスの脳および脊髄におけるThl7またはIFN-γ/IL-17発現Thl7細胞の頻度の有意な減少、および、IL-10発現CD4+ T細胞の増加と相関していた(図46-51)。さらに重要なことに、EAEマウスの脊髄および脳におけるi27-Breg細胞(図52および53)と、脊髄における有意なレベルのIL-27産生B-1a細胞(図52および53)と、IL-27で処理されたマウスの脾臓における有意なレベルのIL-27産生B-1a細胞(図54-58)が検出された。
EAEの抑制におけるi27-Breg細胞の役割は、CD45.1+ およびCD45.2+ コンジェニックマウス系譜を使用した養子移植研究でさらに実証された。
CD45.2+ マウスを、MOG35-55-ペプチド/CFAで免疫し、PBSまたはIL-27で処理した。免疫化の21日後に脾臓およびLNから脳炎誘発性細胞を採取し、PBS処理またはIL-27処理CD45.2+ マウスからの10×106個の細胞を、免疫化されていないCD45.1+ マウスに養子移植し、EAEの発症および重症度を評価した。PBS処理マウスからの細胞の移植はEAEの特徴を伴う疾患を誘発したが、IL-27処理マウスからCD45.2+ 細胞を投与されたCD45.1+ マウスは遅発性のEAEを軽度に発症した(図59)。レシピエントマウスにおけるEAEの低下は、Thl7応答の抑制(図60)およびIL-27産生B-1a細胞の同時増殖(図63-66)に部分的に由来した。CD45.2+ IL-27産生B-1a細胞のレベルが、レシピエントIL-27処置マウスの脊髄、脳、および脾臓でわずかに増加したことは注目に値し(図63-66)、これは、移植されたCD452+ i27-Bregs細胞はインビボで増殖した可能性があることを示した。最も注目に値するのは、CNS組織へのCD45.2+ Bregの動員が、内因性CD45.1+ Bregの増大を促進したことである(図63-66)。したがって、脊髄および脳における移植したi27-Bregおよび内因性CD45.1+ Bregの増大は、宿主組織におけるIL-27の長期産生を維持したであろう。したがって、i27-Breg療法は、インビボで急速に除去されるIL-27の投与よりも治療上の利点を提供する可能性がある。
CD45.2+ マウスを、MOG35-55-ペプチド/CFAで免疫し、PBSまたはIL-27で処理した。免疫化の21日後に脾臓およびLNから脳炎誘発性細胞を採取し、PBS処理またはIL-27処理CD45.2+ マウスからの10×106個の細胞を、免疫化されていないCD45.1+ マウスに養子移植し、EAEの発症および重症度を評価した。PBS処理マウスからの細胞の移植はEAEの特徴を伴う疾患を誘発したが、IL-27処理マウスからCD45.2+ 細胞を投与されたCD45.1+ マウスは遅発性のEAEを軽度に発症した(図59)。レシピエントマウスにおけるEAEの低下は、Thl7応答の抑制(図60)およびIL-27産生B-1a細胞の同時増殖(図63-66)に部分的に由来した。CD45.2+ IL-27産生B-1a細胞のレベルが、レシピエントIL-27処置マウスの脊髄、脳、および脾臓でわずかに増加したことは注目に値し(図63-66)、これは、移植されたCD452+ i27-Bregs細胞はインビボで増殖した可能性があることを示した。最も注目に値するのは、CNS組織へのCD45.2+ Bregの動員が、内因性CD45.1+ Bregの増大を促進したことである(図63-66)。したがって、脊髄および脳における移植したi27-Bregおよび内因性CD45.1+ Bregの増大は、宿主組織におけるIL-27の長期産生を維持したであろう。したがって、i27-Breg療法は、インビボで急速に除去されるIL-27の投与よりも治療上の利点を提供する可能性がある。
実施例4
本実施例は、自然免疫のIL-27産生B-1a細胞が抗原非依存的にEAEおよびEAUを抑制することを示した。
本実施例は、自然免疫のIL-27産生B-1a細胞が抗原非依存的にEAEおよびEAUを抑制することを示した。
Bregsは主に抗原特異的であり、同じコグネイトの自己抗原を認識するリンパ球によって媒介される疾患を抑制するのに効果的である。したがって、LPSのような無関係な刺激によって誘発されたIL-27産生B-1a細胞がEAEを媒介する脳炎誘発性リンパ球を抑制できるかどうかを調べた。CD45.2+ C57BL/6JマウスにLPSを注射し、2日後に腹腔から精製B-1a細胞を取得した(>80%B-1a i27-Bregs)。次に、i27-BregをナイーブCD45.1+ コンジェニックマウスに移した。EAEは、養子移植の24時間後にMOG35-55(n=7)で免疫化することにより、レシピエントCD45.1+ マウスに誘発された。エクスビボで生成されたB-1a i27-Bregs(5×105個/マウス)の移植はEAEを抑制し(図67)、疾患の改善は、脳および脊椎におけるIL-17-単独陽性およびIL-17/IFN-γ二重陽性T細胞の減少と、IL-10産生調節CD4+ T細胞の増加(図68-71)と相関していた。EAEの抑制は、脊髄(図72および73)、脳(図74および75)および腹腔(図76および77)におけるi27-Breg細胞の増加と相関しており、大部分のi27-Breg細胞はB-1a細胞であることが観察された。EAUモデルでも同様の結果が得られた。したがって、その発生学的起源と一致して、自然免疫i27-Breg細胞によるCNS自己免疫疾患の抑制は、EAEまたはEAUを誘発した自己抗原による事前の活性化を必要としない。この結果は、抗原特異的免疫抑制を仲介するB2 Breg療法とは対照的であり、自家の自然免疫i27-Breg細胞の移植が、より幅広い自己免疫疾患の治療として利用できることを示唆する。
実施例5
本実施例は、IL-27を産生するB-1aとCNSのリンパ球または骨髄細胞との間にクロストークが存在することを示す。
本実施例は、IL-27を産生するB-1aとCNSのリンパ球または骨髄細胞との間にクロストークが存在することを示す。
本研究では、EAEまたはEAUの際にCNSに入るi27-Bregが、CNSの免疫抑制環境に寄与するIL-27の供給源である可能性があるかどうかを調べた。IRBP免疫化野生型由来のB-1a細胞およびマクロファージを選別し、トランスウェルシステムでの3日間の細胞の共培養がIL-27産生B-1a細胞を有意に増加させることが見出され(図78-81)、骨髄細胞によって産生される可溶性メディエーターが、i27-Breg細胞の増殖を促進することにより、ブドウ膜炎の間に網膜のIL-27レベルを増加させる可能性があることを示唆した。データはさらに、B-1a細胞のように、マクロファージがIL-27を産生することによって炎症性刺激に応答することを示す(図82および83)。しかしながら、p28およびehi3発現を標的とするsgp28/sgpEbi3ガイドRNAを発現するレンチウイルスによるいずれかの細胞型の感染は、IL-27を産生するマクロファージまたはB-1a細胞の能力を抑制し(図82および83)、i27- Bregsは骨髄細胞と相乗作用して、炎症時にCNSのIL-27レベルを上昇させる可能性があることを示唆した。CNS自己免疫疾患を媒介するi27-Bregとリンパ球の間の潜在的なクロストークも調べられた。B-1a細胞との共培養は、EAUマウスの脾臓およびリンパ節におけるブドウ膜形成性T細胞の増殖(図84-90)を抑制した。B-1a細胞がIL-27発現に欠陥がある場合、Thl7誘導性炎症反応を抑制する能力は減少した(図86-90)。これらの結果は、網膜に入るB-1a細胞が、分泌するIL-27のパラクリン効果を介してEAU中にThl7細胞を抑制できることを示唆する。
データは、B-1a細胞とブドウ膜形成性T細胞の共培養が、IL-27依存的に、阻害性受容体であるLAG-3(LAG-3+ CD4+ T細胞)を発現するCD4+ T細胞(図91-93)およびi35-Bregs(図94-96)の増殖を誘導したことを示す。興味深いことに、IL-27によって誘導されたIL-35産生細胞の大部分はFoxp3陰性であった(図97-99)。これらの結果は、i27-Bregが、エフェクターT細胞に調節的な表現型および機能を獲得させることにより、少なくとも部分的に眼内炎症を抑制できることを示唆する。
実施例6
本実施例は、IL-27がB1細胞およびB2細胞を異なる方法で調節することを示す。
本実施例は、IL-27がB1細胞およびB2細胞を異なる方法で調節することを示す。
本研究では、IL-27の産生を通じてEAUおよびEAEを抑制するB-1a細胞が、阻害分子を発現することによって炎症も抑制するかどうかを調べる。B-1a細胞は、選別によってマウス腹腔から分離された。次に、細胞をLPSで48時間刺激し、IgMを産生する能力によってそれらがB-1a細胞であることを示した(図100)。qPCRによる細胞から調製したcDNAの分析は、B-1a細胞が実際にLag3およびPdlを発現できることを明らかにした(図100)。インビボLPSモデルを使用して、EAE、EAU、または敗血症の際に起こるように、自然免疫B-1a細胞が炎症性チャレンジに応答してこれらの抑制性受容体も発現するかどうかを調査した。C57BL/6JマウスにLPSを注射(i.v)し、磁気ビーズソーティングによって腹腔から精製B-1a細胞を単離した。LPS投与の48時間後の細胞に由来するcDNAのqPCR分析の結果は、Lag3およびPdlの転写が腹腔内のB-1a細胞によってアップレギュレートされることを確認した(図101)。天然のLAG-3+ CD138+ 制御性形質細胞が抗原特異的メカニズムを介して発達するにつれて、マウス腹腔または脾臓から選別されたB-1aおよびB2細胞と、抗IgM/抗CD40で刺激された細胞とは、B-1aおよび形質細胞の両方がqPCR分析によって示されるように、BCRシグナル伝達に応答してLag3およびPd1の転写をアップレギュレートする(図102-104)ことを示した。まとめると、これらの観察結果は、病原体(TLRアゴニストなど)または自己抗原による刺激に応答して、B-1a細胞が免疫調節活性を増強する阻害分子を発現する能力を獲得できることを示唆する。
以前の報告では、IL-35を産生するB細胞はもっぱらB2 CD138+ プラズマ細胞であることが示されていた(Shen et al., Nature、507:366-370(2014))。しかし本研究は、IL-27産生B細胞がB1コンパートメントに由来することを示す。活性化B細胞をi27-Bregの発生プログラムに偏らせるメカニズムを理解するために、IL-27で刺激された活性化CD19+ B細胞のトランスクリプトームのプロファイルを作成した。qPCR(図105)およびNanoString(図106)RNA分析により、IL-27によって特異的に活性化されるいくつかの遺伝子(Irf8、Irfl、Tbx21、Nfll3、Irf7、Xbpl、およびBatf)が特定され、そのうちのいくつかはB細胞の重要な経路を調節することが知られている。特に興味深いのは、IRF-8およびIRF-4の異なるアップレギュレートであった。これらの転写因子は、B細胞の発生とエフェクター機能に関係するからである。IRF-4とIRF-8との間の相互拮抗作用がB-を調節するという報告を考慮して、形質細胞の発生に有利なIL-4の増加を伴う細胞の発生が増加する(例えば、Xu et al., Nat. Immunol.,16:1274-1281(2015)を参照せよ。)ので、B-1a細胞によるIrf8の優先的なアップレギュレートは、i27-Breg発生プログラムを促進する可能性がある。IL-27はi27-Bregの増殖を誘導するため、IRF-8がIL-27p28サブユニットタンパク質をコードする1127aの転写を活性化するかどうかを調べた。したがって、IRF-8およびIRF-4は、ETS/PU-1またはBATFファミリーの転写因子とのヘテロ二量体化によって転写を活性化し、ETS-IRF(EICE)またはAP1-IRF(AICE)免疫調節遺伝子の複合要素に動員されることに留意すべきである。Il27aまたはCtla4の発現に関連する検証済みのAICE部位を使用したEMSAおよびスーパーシフト分析は、IL-27がインビボまたはインビトロ条件下で活性化B細胞にAICE複合体の形成を誘導することを示す。さらに、IRF-4およびIRF-8の両方がCtla4のAICEに動員され、IRF-4ではなくIRF-8がi/27aのAICEに動員された。これにより、IRF-8がB細胞におけるIL-27の発現を促進することが示唆される。ウエスタンブロット分析は、IL-27がB細胞においてIRF-8をアップレギュレートすることを確認し(図107)、RNA分析は、LPSを注射したマウスから単離されたB-1a細胞によるIrf8のアップレギュレートされた転写を示し(図108)、B-1a細胞におけるIRF-8およびIL-27の発現を促進する相互の自己調節ループを調整する可能性のあるIRF-8/IL-27軸を示唆する。CD19-IRF8KOマウスのIL-27産生B-1a細胞の有意な減少(図108-111)も観察され、これは、i27-Breg細胞の増殖を促進する際のIRF-8の役割をさらに強調する。これらの結果は、B1コンパートメントのIRF-8/IL-27軸の優先的な活性化が、活性化されたB-1a細胞をi27-Breg発生プログラムに偏らせる可能性があることを示唆する。
実施例7
本実施例は、i27-Breg細胞がヒトに存在し、炎症性刺激に応答して増殖できることを示した。
本実施例は、i27-Breg細胞がヒトに存在し、炎症性刺激に応答して増殖できることを示した。
本研究では、健康なヒトPBMCをTLRアゴニストCpGおよびBCR(抗CD40または抗IgM)とともに3日間培養することにより、i27-Breg細胞がヒトに存在し、炎症性刺激に応答して増殖するかどうかを調べた。
ヒトB-1細胞のゲーティング(CD19+ CD20+ CD27+ CD43+ )は、ヒトPBMCのBCR活性化B細胞の19.9%がIL-27を産生することを明らかにした(図114および115)。CD19+ CD20+ CD27+ CD43+ CD11+ B-1細胞は適切な刺激とこれに対するゲーティングとに応答して、脾臓および抗体産生の他の部位に移動する準備ができているB-1a細胞のサブセットを表する細胞集団は、35%ものBCR活性化ヒトB-1a細胞が炎症性疾患の際に脾臓および炎症部位に動員される可能性があることを明らかにした(図116-118)。健康なヒトドナーからのヒト臍帯血の分析により、休止状態のB-1a細胞の18.1%が構成的にIL-27を産生し、IL-27でBCR活性化臍帯血B細胞を刺激すると臍帯血i27-の割合が73.9%に増加することが明らかになった(図119-121)。他のBregサブタイプ(IL-10産生Bregsおよびi35-Bregs)に対してi27-Bregsの相対的な存在量を決定するために、活性化された臍帯血細胞を6日間増殖させた。Breg細胞の大部分はi27-Bregであったが、低レベルのIL-10産生Bregおよびi35-Bregが検出され、それらのレベルは時間依存的に増加した(図122)。B-2細胞の同様の分析は、ほとんどのi27-BregがナイーブまたはメモリーB細胞プールのいずれかにあることを明らかにした(図123)。マウス種と同様に、ヒトi27-Breg細胞は、抑制性受容体PD-1およびLAG3を構成的に発現し(図124-126)、TNF-α、IL-17、および/またはIFN-γを産生する炎症誘発性CD4+ T細胞の増殖応答を抑制した(図127-131)。臍帯血はヒト白血球抗原(HLA;ヒトの主要な組織適合性複合体(MHC)タンパク質をコードする遺伝子複合体)の顕著なミスマッチがある患者についてアロ(非自己)移植のための好ましい造血幹細胞の出所源であるから、臍帯血i27-Bregの濃縮は、臨床的に興味深い。したがって同種造血後の同種反応性応答を抑制し、GVHDから保護するために臍帯血i27-Bregを利用することができる。
ヒトB-1細胞のゲーティング(CD19+ CD20+ CD27+ CD43+ )は、ヒトPBMCのBCR活性化B細胞の19.9%がIL-27を産生することを明らかにした(図114および115)。CD19+ CD20+ CD27+ CD43+ CD11+ B-1細胞は適切な刺激とこれに対するゲーティングとに応答して、脾臓および抗体産生の他の部位に移動する準備ができているB-1a細胞のサブセットを表する細胞集団は、35%ものBCR活性化ヒトB-1a細胞が炎症性疾患の際に脾臓および炎症部位に動員される可能性があることを明らかにした(図116-118)。健康なヒトドナーからのヒト臍帯血の分析により、休止状態のB-1a細胞の18.1%が構成的にIL-27を産生し、IL-27でBCR活性化臍帯血B細胞を刺激すると臍帯血i27-の割合が73.9%に増加することが明らかになった(図119-121)。他のBregサブタイプ(IL-10産生Bregsおよびi35-Bregs)に対してi27-Bregsの相対的な存在量を決定するために、活性化された臍帯血細胞を6日間増殖させた。Breg細胞の大部分はi27-Bregであったが、低レベルのIL-10産生Bregおよびi35-Bregが検出され、それらのレベルは時間依存的に増加した(図122)。B-2細胞の同様の分析は、ほとんどのi27-BregがナイーブまたはメモリーB細胞プールのいずれかにあることを明らかにした(図123)。マウス種と同様に、ヒトi27-Breg細胞は、抑制性受容体PD-1およびLAG3を構成的に発現し(図124-126)、TNF-α、IL-17、および/またはIFN-γを産生する炎症誘発性CD4+ T細胞の増殖応答を抑制した(図127-131)。臍帯血はヒト白血球抗原(HLA;ヒトの主要な組織適合性複合体(MHC)タンパク質をコードする遺伝子複合体)の顕著なミスマッチがある患者についてアロ(非自己)移植のための好ましい造血幹細胞の出所源であるから、臍帯血i27-Bregの濃縮は、臨床的に興味深い。したがって同種造血後の同種反応性応答を抑制し、GVHDから保護するために臍帯血i27-Bregを利用することができる。
実施例8
本実施例は、ヒトi27-Breg細胞を使用して、病気に罹患している、または病気に罹患するリスクのある人間をうまく治療できることを示す。
本実施例は、ヒトi27-Breg細胞を使用して、病気に罹患している、または病気に罹患するリスクのある人間をうまく治療できることを示す。
ヒトi27-Breg細胞は、ブドウ膜炎、MS、AMD、および/またはGVHDなどの疾患に罹患するヒト、またはGVHDなどの疾患の予防を必要とするヒトに注射または静脈内投与によって投与される。ヒトi27-Breg細胞の投与後、疾患の重症度および/または症状は軽減および/または予防される。
実施例9
本実施例は、i27-Bregが独自のトランスクリプトームを持っていることを示す。
本実施例は、i27-Bregが独自のトランスクリプトームを持っていることを示す。
BCRおよびIL-27での活性化によってi27-Breg細胞が濃縮された腹腔B-1a細胞を使用して、i27-Breg細胞の発生に必要な遺伝子発現プログラムを決定した。高度に濃縮されたIL-27産生B-1a細胞(>83% i27-Bregs)の特性評価により、B-1a細胞は構成的に天然IgM抗体を分泌する一方で、i27-Breg細胞の表現型への発生はIgM抗体産生能力の喪失と一致することが明らかになった(図135A-135B)。チャレンジされていないB-1a細胞に加えて、マウス脾臓からの従来のB-2およびIL-35産生B-2細胞(>57% i35-Breg)を、RNA-seq分析のコンパレーターとして使用した。差次的に調節された遺伝子の主成分分析(PCA)は、B細胞を4つの別個の集団に明確に分離した(図136)。遺伝子オントロジー(GO)分析により、i27-Breg細胞のユニークな免疫抑制活性をさらに特徴付ける分子プロセスおよび経路を強化するタンパク質をコードする高度に濃縮された遺伝子が同定された(図137)。グローバルRNA-Seq分析から得られたヒートマップは、i27-Bregでアップレギュレートされた1,998個の遺伝子と、ダウンレギュレートされた1,179個の遺伝子とを特定した(図137)。i27-Bregで差次的に誘導される遺伝子(>2倍高い発現)には、サイトカイン、サイトカイン受容体およびケモカイン受容体(1127、Ebi3、1110、117r、I121r、Cxcr3、Cxcr5)、阻害性受容体(Pdcdl、Lag3)シグナル伝達分子(Notch4、Statl、Stat3、Stat5、Aktl、Akt2)、転写因子(Irf8、Irfl、Batf、Bhlhe40、Xbpl、Arid3a、Ikzfl、Ikzf2、Ikzf4)をコードする遺伝子が含まれる。抑制された遺伝子には、1112a、Notch2 Cxcr4、Ccr2、Ccr7)、抑制性受容体(Pdcd2、Cdldl、Ctla4)および転写因子(Irf4、Ikzf3、Bach2、Pax5、Ebfl、Runxl、Foxol、Etsl)をコードする遺伝子が含まれる(図139)。IL-27がi27-Bregトランスクリプトームの維持に必要であることをさらに検証するために、IL-27欠損B-1a細胞はIL-35(p35およびEBi3)を発現するが、抑制性受容体遺伝子(Lag3、Pdl、同様に、Pd-11、Pd-12)の発現には欠陥があることを示す(図140)。まとめると、これらの結果は、i27-BregトランスクリプトームがB-1aの発生に必要な遺伝子(Bhlhe40、Arid3a、およびCd5)の有意な増加を示し、自然免疫のB-1細胞からのi27-Bregの発生起源を強調することを示唆する。ただし、i27-Breg細胞は、分化中の胚中心B細胞の転写の特徴的性質(Irf8↑、Batf↑、Pax5↑、Bach2↑、Ebfl↑)を示すが、最終分化した形質細胞の転写の特徴的性質(Prdml↑、Bach2↑、Pax5↑、Ebfl↑)は示さない。これは、i27-Bregが独自のトランスクリプトームを持っていることを証明する。
実施例10
本実施例は、ヒト臍帯血およびPBMCのi27-Bregおよびi35-Bregが異なるトランスクリプトームプロファイルを有することを証明する。
本実施例は、ヒト臍帯血およびPBMCのi27-Bregおよびi35-Bregが異なるトランスクリプトームプロファイルを有することを証明する。
ヒトPBMCおよび臍帯血(CB)B細胞はIL-27を産生し、PBMCでは活性化B-1様細胞(CD19+ CD20+ CD27+ CD43+ )の約19.9%がi27-bregsである(図141Aおよび141B)。40%を超えるi27-Breg細胞がCD19+ CD20+ CD27+ CD43+ CD11b+ 表現型、炎症に応答して局所リンパ節に再分布することが知られている体腔内のB-1aサブセットを示す(図142A-142C)。他方、CB中の休止B-1a細胞の約18.1%が構成的にIL-27を分泌し、IL-27の存在下で活性化すると、CB i27-Bregの百分率は73.9%まで劇的に増加し(図143A-143C)、i27-BregがヒトCBの天然Bregとして機能し、炎症に応答して局所リンパ節に迅速に動員される準備ができていることを示唆する。t-SNEクラスタリング分析は、CB内のBreg細胞を異なる空間的に分離された3つのサブセット:B10、i27-Bregおよびi35-Bregにグループ化した。i27-Bregは第3日の培養では85%を超えるBregを含み最も豊富であったが、第6日の培養では61%未満に減少した(図144)。B10およびi35-Breg細胞は第3日の培養では比較的まばらであったが、i35-Bregは第6日までに実質的に(32%)増加した(図144)。興味深いことに、発生のすべての段階のB細胞はIL-10、IL-27、またはIL-35を産生することができたが、i27-Bregは未成熟およびメモリーB細胞が最も豊富であった(図145)。主成分分析およびRNA-seq分析により、i27-Bregおよびi35-Bregが異なるトランスクリプトームプロファイルを有することが明らかになった(図146)。3,744個の差次的に発現した遺伝子のうち、1,575個がi27-Bregで上昇し、2,169個がダウンレギュレートされた(図147)。CD19+ B細胞とi27-Bregとの間の同様の比較により、差次的に発現した6,159個の遺伝子のうち、3,207個がi27-Bregでアップレギュレートされたことがわかった(図148)。したがって、ヒトPBMCまたはCBの分析結果は、炎症反応の過程で異なるBregサブセットが誘導され、各サブセットの相対的な存在量が炎症チャレンジの性質に応じて変動することを示唆する。
実施例11
本実施例は、自然免疫のi27-BregがBCRに依存しないメカニズムを通じてCNS自己免疫疾患を抑制することを証明する。
本実施例は、自然免疫のi27-BregがBCRに依存しないメカニズムを通じてCNS自己免疫疾患を抑制することを証明する。
腹腔B-1細胞は、BCRによって誘発されるシグナルに大部分は反応しないが、病原体やTLRアゴニストによって誘発される自然免疫シグナルには非常に反応し、i27-Bregの免疫抑制活性を示唆する。i27-Bregを介したEAUまたはEAEの抑制に、IRBPまたはMOG自己抗原による事前の活性化が必要かどうか明らかにするために、LPSの注射により、CD45.2+ C57BL/6Jマウスに「敗血症」が誘発され、腹腔由来の選別されたB-1a細胞(>83.5% i27-Bregs)と、i27-Bregを濃縮した細胞(5×l05個/マウス)とが、ナイーブCD45.1+ コンジェニックマウスに養子移植された。24時間後、マウスはEAE誘導によってチャレンジされた。前記マウスの臨床評価は、同等の数のB-1a細胞(<7% i27-Breg)を投与された対照マウスと比較して、EAE(図150)またはEAUの有意な抑制を明らかにした。疾患の改善は、IL-17-単独陽性およびIL-17/IFN-y-二重陽性のThl7細胞の減少、ならびに脳および脊髄におけるTregの増大(図151A-151B)、脊髄(図152A~152B)、脳(図153A~153B)および腹腔(図154A~154B)におけるB-1a i27Breg細胞の増大と相関していた。これらの結果は、養子移植i27-Breg療法が自己免疫疾患の治療として有用である可能性があることを裏付けている。
まとめると、上記実施例は、それぞれ多発性硬化症およびブドウ膜炎のモデルである、実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE)または実験的自己免疫性ブドウ膜炎(EAU)を罹患したマウスの脳、脊髄、網膜、および腹腔だけでなく、ヒト臍帯血、PBMCに自然免疫のIL-27産生Breg集団が存在することを示した。共焦点顕微鏡、FACS利用細胞選別、RNA-seq、Chipアッセイおよび免疫組織化学を含むインビトロ実験システムは、IL-27を産生するBregが独自のトランスクリプトームを有し、他のBregとは機能的に異なることを示す。i27-Bregの養子移植は、ブドウ膜、脳、脊髄に輸送され、病原性T細胞を抑制したi35-Breg細胞に休止B細胞を再プログラミングすることにより、EAEとEAUを改善し、i27-Breg免疫療法の有効性を示した。
本明細書で引用される刊行物、特許出願、および特許を含むすべての文献は、各文献が個別にかつ具体的に参照により組み込まれることが示され、その全体が本明細書に記載されている場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明を説明する文脈での(特に以下の特許請求の範囲の文脈での)“a”および“an”および“the”という用語および同様の指示物の使用は、単数形および複数形の両方をカバーすると解釈されるべきである。それ以外の場合は、本書に示されているか、文脈によって明らかに矛盾する。「含む」、「有する」、「含む」、および「含む」という用語は、特に断りのない限り、制限のない用語(すなわち、「含むが、これらに限定されない」を意味する)として解釈されるべきである。本明細書の数値範囲の列挙は、本明細書に別段の記載がない限り、範囲内にある各個別の数値を個別に参照する略記法として役立つことを単に意図し、各個別の数値は、本明細書に個別に記載されているかのように仕様に組み込まれる。本明細書に記載されているすべての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実行することができる。本明細書で提供されるありとあらゆる実施例、または例示的な言語(例えば、「など」)の使用は、単に本発明をよりよく明らかにすることを意図しており、別段の請求がない限り、本発明の範囲を制限するものではない。明細書のいかなる文言も、特許請求の範囲に記載のない構成要素が本発明の実施に不可欠であることを示すとして解釈されるべきではない。
本発明の好ましい実施形態は、本発明を実施するために発明者に知られている最良の様式を含めて、本明細書に記載されている。これらの好ましい実施形態の変形例は、前述の説明を読むと、当業者には明らかになる可能性がある。本発明者らは当業者がそのような変形を適切に使用することを期待し、本発明者らは本明細書に具体的に記載されている以外の方法で本発明を実施することを意図する。したがって本発明は、適用可能な法律によって許可されるとおり、本明細書に添付された特許請求の範囲に記載された主題のすべての修正および均等物を含む。さらに、そのすべての可能な変形における上記の要素の任意の組み合わせは、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、本発明に含まれる。
Claims (27)
- 約75%以上のB-1a制御性細胞を含む、哺乳類細胞の単離された集団であって、
(a)阻害性細胞表面受容体リンパ球活性化遺伝子3(LAG-3)、プログラム細胞死タンパク質1(PD-1)、およびC-X-Cケモカイン受容体タイプ4(CXCR4)を発現し、かつ、
(b)インターロイキン-27(IL-27)を分泌する、
集団。 - 前記制御性細胞が阻害性細胞表面受容体糖質コルチコイド誘導性TNFR関連タンパク質(GITR)をさらに発現する、請求項1に記載の哺乳類細胞の集団。
- 前記制御性細胞が阻害性細胞表面受容体OX40をさらに発現する、請求項1または2に記載の哺乳類細胞の集団。
- 制御性細胞が阻害性細胞表面受容体細胞毒性Tリンパ球関連タンパク質4(CTLA4)をさらに発現する、請求項1~3のいずれか1項に記載の哺乳類細胞の集団。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の哺乳類細胞の集団を調製する方法であって、
(a)蛍光活性化細胞選別(FACS)を使用して、哺乳類末梢リンパ組織、哺乳類臍帯血、哺乳類腹水、人工多能性細胞(iPSC)、または哺乳類骨髄のサンプルから分化クラスター5陽性(CD5+)発現細胞を単離して、単離されたCD5+発現細胞を提供すること、
(b)前記単離されたCD5+発現細胞を細胞培養培地で培養して、培養細胞を提供すること、
(c)前記培養細胞をBCR(B細胞受容体)またはTLR(Toll様受容体)アゴニストで活性化して、活性化細胞を提供すること、および
(d)前記活性化された細胞をIL-27に曝露すること
を含む、方法。 - 哺乳類の免疫系の抑制に使用するための、請求項1~4のいずれか1項に記載の哺乳類細胞の集団。
- インターロイキン-35(IL-35)を産生するB細胞を前記哺乳類に逐次的または同時に投与することをさらに含む、請求項6に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類は疾患を処置される、請求項6または7に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が自己免疫疾患を有する、請求項6~8のいずれか1項に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記自己免疫疾患が眼の疾患である、請求項9に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記自己免疫疾患が中枢神経系の疾患である、請求項9に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記自己免疫疾患が脳の疾患である、請求項9に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記自己免疫疾患がブドウ膜炎である、請求項9に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記自己免疫疾患が脳脊髄炎である、請求項9に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が多発性硬化症を有する、請求項6~8のいずれか1項に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 投与が膵臓の炎症を抑制する、請求項6~8のいずれか1項に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が同種異系骨髄または造血幹細胞の移植物を受容している、請求項6または7に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が同種異系の固形臓器移植物を受容している、請求項6または7に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が移植片対宿主病(GVHD)を有する、請求項17または18に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が加齢性黄斑変性症(AMD)を有する、請求項6~8のいずれか1項に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 移植片対宿主病を有する哺乳類の治療に使用するための、請求項1~4のいずれか1項に記載の哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が、前記哺乳類細胞の集団の投与の前に、同種異系の骨髄または造血幹細胞の移植物を受容している、請求項21に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類が、前記哺乳類細胞の集団の投与の前に同種異系の固形臓器移植物を受容している、請求項21に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 哺乳類における移植片対宿主病の重症度の予防または軽減に使用するための、請求項1~4のいずれか1項に記載の哺乳類細胞の集団。
- 前記同種異系移植物が同種異系骨髄または造血幹細胞の移植物である、請求項24に記載の方法。
- 前記同種異系移植物が同種異系固形臓器移植物である、請求項22に記載の使用のための哺乳類細胞の集団。
- 前記哺乳類がヒトである、請求項1~4のいずれか1項に記載の哺乳類細胞の集団又は請求項5~26のいずれか1項に記載の使用。
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