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TYK2と1型糖尿病に関する新しい知見

研究が1型糖尿病のためのTYK2を標的にした治療戦略の可能性を示唆している。

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1型糖尿病(T1D)は、免疫システムが誤って膵臓のインスリンを作る細胞を攻撃して壊しちゃう状態なんだ。このプロセスには、炎症を引き起こして大事な細胞が死んじゃういろんな免疫細胞が関わってる。研究者たちは、TYK2ってタンパク質が免疫システムのコミュニケーションや反応に重要な役割を果たしてることを発見したんだ。TYK2遺伝子の一部の変化は、T1Dみたいな自己免疫疾患にかかるリスクを下げることに関連してるらしい。

T1D発症におけるTYK2の役割

TYK2は、免疫応答に影響を与える特定のタンパク質(サイトカインとして知られてる)からの信号を運ぶのを手助けするんだ。T1Dに関わる主なサイトカインは、インターフェロンアルファ(IFNα)、インターロイキン12(IL-12)、インターロイキン23(IL-23)の3つだ。その中でも、IFNαはインスリンを作る細胞を傷つける炎症に特に重要じゃないかって疑われてる。

研究によると、T1Dのリスクが高い子どもたちは、糖尿病のマーカーが現れる前から血中のIFNα活性が増加してる兆候が見られるんだ。T1Dの症状が出始めた人でも、IFNαが免疫応答に影響を与えて、免疫細胞とインスリンを作る細胞の両方に影響を及ぼしてるみたい。

ヒトのインスリン産生細胞をIFNαで処理すると、免疫システムに認識されて攻撃されやすくなる変化が見られるんだ。この治療は、これらの細胞を破壊対象にする特定のタンパク質が増える結果を招く。興味深いことに、C型肝炎や白血病の患者がIFNα治療を受けた後にT1Dを発症しちゃった例があって、これがT1D発症におけるIFNαの重要性を強調してる。一方で、IFNαをブロックすると、動物モデルでT1Dを防げることが示されてる。

TYK2阻害による治療戦略

TYK2を阻害する薬は、T1Dの影響を和らげる可能性がある方法なんだ。動物での初期テストでは、TYK2の機能をブロックすることでIFNαの有害な影響や炎症反応を減少させられることがわかった。TYK2阻害薬の一つであるバリシチニブは、人間でのテストでも新たに診断されたT1D患者のインスリン産生を保護するのに役立ったんだ。

もう一つのTYK2阻害薬、デウクラバシチニブは、アメリカのFDAに乾癬の治療として承認されて、ヒト細胞におけるIFNαの有害な影響をブロックすることが確認された。動物の研究でも、TYK2がないマウスはT1Dを発症しなかったことが示されて、TYK2をターゲットにするのが有益な戦略かもしれないって再確認されたんだ。

研究の目標

TYK2阻害が免疫システムやインスリン産生細胞にどう影響するかを理解するために、研究者たちは2つの特定のTYK2阻害薬(BMS-986165とBMS-986202)を人間の細胞モデルとT1Dのマウスモデルで調査することにしたんだ。彼らは、これらの阻害薬が以下のことができるかを見たかったんだ:

  1. 免疫細胞の活性化を減らす。
  2. インスリン産生細胞の炎症を下げる。
  3. 免疫細胞とインスリン産生細胞の間の破壊的な相互作用を防ぐ。

人間細胞モデルからの結果

まず、研究者たちは臓器提供者から得たヒトのインスリン産生細胞をIFNαで処理したんだ。これは単独または他の炎症性サイトカインと一緒に行われた。TYK2阻害薬を使うことで、いろんな有害な経路の活性化を防ぐことができた。阻害薬は、免疫システムに対して細胞をより目立たせるタンパク質の増加を防ぎ、炎症による細胞死を減少させたんだ。

結果として、阻害薬はインスリン産生細胞の有害な信号を効果的にブロックできて、ストレスや炎症を減らすことにつながった。これは、治療された細胞の炎症レベルと生存信号を示す遺伝子活性を慎重に測定することを必要としたんだ。

動物モデルの発見

その後、研究者たちはT1Dを防ぐためのTYK2阻害の有効性を測るために動物モデルに移った。彼らは2つのマウスモデルを使用した:ウイルスにさらされるとすぐに糖尿病を発症するモデルと、時間をかけて糖尿病が発症するモデルだ。

どちらのモデルでも、BMS-986202でTYK2をブロックすると糖尿病の発症を防げた。TYK2阻害薬で治療したマウスは、未治療のマウスと比べて血糖値が低くて健康的な状態が維持できたんだ。

  1. ウイルス誘発糖尿病モデルでは、治療により免疫細胞の集団に変化が見られた。炎症に寄与する特定の免疫細胞が減少し、免疫応答を調節するかもしれない他の細胞が増加した。

  2. 自発的な糖尿病モデルでも、似たような好ましい変化が見られた。治療されたマウスは膵臓への免疫細胞の浸潤が少なく、細胞損傷の兆候が低下してたんだ。

遺伝子発現と免疫応答の検証

研究者たちは、TYK2阻害が炎症や免疫応答に関連する遺伝子発現にどう影響するかをさらに掘り下げた。治療を受けた動物モデルでは、炎症や損傷を示す遺伝子が著しく減少して、TYK2阻害がインスリン産生細胞を守るのに役立ってることを示してた。

さらに、特定のRNA分子が細胞内でどこに存在するかを評価する高度な研究では、TYK2阻害による有意な変化が示された。この情報は重要で、RNAの局在がタンパク質の合成や細胞のストレス応答に影響を与える可能性があるんだ。

治療への影響

この発見は、TYK2を阻害することがT1Dの効果的な治療戦略になりうることを示してる。インスリンを作る細胞を守りつつ、有害な免疫シグナルをブロックできる能力は、研究者たちが糖尿病治療を見直すきっかけになるかもしれない。

TYK2遺伝子の一部の遺伝的変化が自己免疫疾患からの保護に関連しているため、この経路をターゲットにするのはT1Dにおける免疫調節に関する既存の知識と一致してる。

結論

この研究は、TYK2阻害薬がT1Dの治療オプションとしての基盤を強化するもので、病気を防ぐだけでなく、T1Dを発症するリスクが高い人を守る方法を提供するかもしれない。今後の臨床試験が、ヒト患者におけるTYK2阻害の有効性やタイミングを決定するのに不可欠だ。

全体として、このTYK2のターゲットとしての探求は、糖尿病ケアの進歩と患者の成果を改善するための有望な道を反映してるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Pharmacological inhibition of tyrosine protein-kinase 2 reduces islet inflammation and delays type 1 diabetes onset in mice

概要: Tyrosine protein-kinase 2 (TYK2), a member of the Janus kinase family, mediates inflammatory signaling through multiple cytokines, including interferon- (IFN), interleukin (IL)-12, and IL-23. Missense mutations in TYK2 are associated with protection against type 1 diabetes (T1D), and inhibition of TYK2 shows promise in the management of other autoimmune conditions. Here, we evaluated the effects of specific TYK2 inhibitors (TYK2is) in pre-clinical models of T1D. First, human {beta} cells, cadaveric donor islets, and iPSC-derived islets were treated in vitro with IFN in combination with a small molecule TYK2i (BMS-986165 or a related molecule BMS-986202). TYK2 inhibition prevented IFN-induced {beta} cell HLA class I up-regulation, endoplasmic reticulum stress, and chemokine production. In co-culture studies, pre-treatment of {beta} cells with a TYK2i prevented IFN-induced activation of T cells targeting an epitope of insulin. In vivo administration of BMS-986202 in two mouse models of T1D (RIP-LCMV-GP mice and NOD mice) reduced systemic and tissue-localized inflammation, prevented {beta} cell death, and delayed T1D onset. Transcriptional phenotyping of pancreatic islets, pancreatic lymph nodes (PLN), and spleen during early disease pathogenesis highlighted a role for TYK2 inhibition in modulating signaling pathways associated with inflammation, translational control, stress signaling, secretory function, immunity, and diabetes. Additionally, TYK2i treatment changed the composition of innate and adaptive immune cell populations in the blood and disease target tissues, resulting in an immune phenotype with a diminished capacity for {beta} cell destruction. Overall, these findings indicate that TYK2i has beneficial effects in both the immune and endocrine compartments in models of T1D, thus supporting a path forward for testing TYK2 inhibitors in human T1D.

著者: Carmella Evans-Molina, F. Syed, O. Ballew, C.-C. Lee, J. Rana, P. Krishnan, A. Castela, S. A. Weaver, N. S. Chalasani, S. F. Thomaidou, S. Demine, G. Chang, A. Coomans de Brachene, M. I. Alvelos, L. Marselli, K. Orr, J. L. Felton, J. Liu, P. Marchetti, A. Zaldumbide, D. Scheuner, D. L. Eizirik

最終更新: 2024-05-09 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.20.585925

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.20.585925.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

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