免疫系の自己－非自己の区別についての理論的研究

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(1)T細胞の特異性と制御性T細胞の役割に関する研究前年からのオランダ・ユトレヒト大学のRob De Boer教授との共同研究を引き続き行った。彼らの先行研究では、それぞれのT細胞がある範囲の認識特異性を持つとし、範囲が広すぎれば自己免疫疾患を起こし、狭すぎれば侵入した病原体を認識できない可能性があるといった議論を行っている。本研究ではこの枠組みに制御性T細胞を含め、自己と非自己の区別がより上手くいくかについて数理モデルを使って議論した。T細胞がある特異性の範囲にある場合「免疫応答の成功」(=侵入した外来抗原のみを認識し、自己抗原を認識しないT細胞が活性化される)の確率は高くなることが明らかになった。しかし制御性T細胞を持たず、T細胞の認識範囲を非常に狭くすることでも自己一非自己の区別が可能であると予測された。この成果は実際のT細胞の特異性が制御性T細胞の有効な範囲にあるのか、特異性の狭さに限界があるのかなど重要な疑問を提示する。また、数理モデルを発展させればどんな抗原に対して制御性T細胞を作るべきか予測できる可能性があり、自己寛容成立のメカニズム解明に繋がる。(2)サイトカインシグナリングの数理モデル構築理化学研究所の細胞システムモデル化チームで、特にIL6-JAK/STAT3-SOCS3の関わるシグナリングの数理モデル化と解析を行った。このシグナル軸は皮膚の恒常性の維持に重要な役割を持ち、例えば表皮特異的にSTST3やSCOS3を欠損するマウスは皮膚炎を発症する。そこで、転写因子であるSTAT3を指標としてその活性化ダイナミクスが何によって乱されるのかを主に注目した。実際、SOCS3欠損ケースでは実際の観察と同じように活性化STAT3が高い状態が続いた。この研究は皮膚炎の発症や治療において何を標的とすべきかや、効果の予測に役立つ可能性がある。