Adaptation of therapeutic agents for Th1 cell dependent severe asthma using asthmatic murine model

• Project/Area Number: 20K17436
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54020:Connective tissue disease and allergy-related
• Research Institution: Clinical Research Center for Allergy and Rheumatology, National Hospital Organization, Sagamihara National Hospital
• Principal Investigator: 神山 智 独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), 先端技術開発研究部, 研究員 (20626783)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: T細胞 / アレルギー反応 / 気管支喘息 / アレルギー / 喘息 / サイトカイン / Th細胞

Outline of Research at the Start

我々は、マウスから多数のT細胞クローン株を樹立し、喘息反応との因果関係を解析してきた。重症性とステロイド抵抗を示すT細胞クローン株がTh1型であり、従来の知見に基づくTh2ターゲットの治療とは異なるアプローチが求められることに着目し、この研究を計画した。そこで近年開発が加速し、新たな治療ターゲットとして期待されている分子標的治療薬の投与効果を検証する。喘息の機序に特異性の高い分子標的治療薬の中には、白血病など他分野で治験が進められているものから承認済みのものまで多数存在するが、アレルギー疾患への適応は多くが未開である。T細胞クローンとその動物モデルから治療効果を調査し、治験の足掛かりを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

コラーゲンゲル包埋気管支平滑筋細胞を用いた収縮アッセイには、ヒト由来気管支平滑筋細胞を用いている。細胞はその由来組織の通り入手性に難があり、かつ特定条件の細胞株を指定して継続的に入手することが難しいため、複数の細胞株より大量増殖ストックの作成保存と収縮アッセイ時の性能評価を行った。4つの販売ロットを基にそれぞれ培養増殖し、増殖活性が高く、継代数が増えても安定する細胞を大量培養して株化した。ゲル収縮アッセイにおいて十分な収縮活性を持ち、かつ収縮因子非存在下のコントロール群が明瞭となる性質の細胞株を選別した。
また、前年に引き続き、ステロイド抵抗性クローンの選抜を行うとともに、培養上清のELISA法によるサイトカイン産生の測定およびコラーゲン包埋気管支平滑筋細胞の収縮アッセイを行った。
一方で、ステロイド感受性から選抜した抵抗性系統が、長期の継代培養の継続とともにステロイド抵抗性を維持しないケースが確認された。これは、geneticな変異というよりは特定のシグナル因子による限定的なステロイド抵抗性の発現あるいはエピジェネティクスが示唆される。
また、通常IFN-γを産生するクローンがIL-4, IL-5,IL-13を産生するケースと、IL-4, IL-5,IL-13を主に産生するクローンにおいてIFN-γが確認されたケースがあった。しかし今回選抜したクローンの中にはTh1/Th2再分化の確定的証拠は得られなかった。Th1クローンは4系統全てに喘息反応の惹起が確認されている一方で、実験に供したTh2クローンの中に、動物モデルにおいて重篤な好酸球浸潤を誘発するものは複数確認されたが、呼吸機能の指標から即時型および遅発型喘息が確認されたクローンは無かった。クローン内におけるTh1/Th2サイトカインのアンバランスが細胞浸潤や呼吸機能にどのように影響するかは今後の課題である。

Research Products

• [Journal Article] Steroid resistance of severe asthma — mechanisms and therapeutic targets (2022)
  • Author(s): 森 晶夫, 神山 智, 大友 暁美, 山口 美也子, 組谷 智恵美, 岩本 圭右, 矢野 光一, 藤田 教寛, 岩田 真紀, 永山 貴紗子, 劉 楷, 中村 祐人, 濱田 祐斗, 渡井 健太郎, 上出 庸介, 福富 友馬, 関谷 潔史, 松元 幸一郎, 谷本 安, 小林 信之, 大友 隆之, 神沼 修
  • Journal Title: Folia Pharmacologica Japonica Volume: 157 Issue: 5 Pages: 293-298
  • DOI: 10.1254/fpj.22027
  • ISSN: 0015-5691, 1347-8397
• [Presentation] Biochemical analysis of T cell dependent bronchoconstriction (2023)
  • Author(s): Kouyama S, Ohtomo-Abe A, Tawasaki Y, Iwata M, Nakamura Y, Hamada Y, Kamide Y, Sekiya K, Fukutomi Y, Ohtomo T, Kaminuma O, Mori A
  • Organizer: American Academy of Allergy Asthma & Immunology Annual Meeting 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biochemical characterization of T cell derived bronchoconstrictor (2023)
  • Author(s): Kouyama S, Ohtomo-Abe A, Kawasai Y, Iwata M, Nakamura Y, Hamada Y, Kamide Y, Sekiya K, Fukutomi Y, Ohtomo T, Kaminuma O, Mori A
  • Organizer: European Academy of Allergy and Clinical Immunology Hybrid Congress 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biological and biochemical analysis of T cell derived bronchoconstriction (2023)
  • Author(s): Kouyama S, Ohtomo-Abe A, Kawasaki Y, Iwata M, Nakamura Y, Hamada Y, Kamide Y, Sekiya K, Fukutomi Y, Ohtomo T, Kaminuma O, Mori A
  • Organizer: European Respiratory Society 2023 International Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cellular Analysis of T cell-dependent steroid-resistant asthma (2023)
  • Author(s): Kouyama S, Ohtomo-Abe A, Kawasaki Y, Nakamura Y, Kamide Y, Sekiya K, Ohtomo T, Kaminuma O, Mori A
  • Organizer: Asia Pacific Association of Allergy, Asthma and Clinical Immunology International Conference 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cellular and molecular analysis of T cell-dependent steroid-resistant asthma model (2023)
  • Author(s): Kouyama S, Ohtomo-Abe A, Kawasaki Y, Nakamura Y, Hamada Y, Kamide Y, Sekiya K, Fukutomi Y, Ohtomo T, Kaminuma O, Mori A
  • Organizer: Asia Pacific Society of Respirology 2023 International Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmacological characterization of T cell-induced bronchoconstriction (2023)
  • Author(s): Kouyama S, Ohtomo-Abe A, Kawasai Y, Iwata M, Nakamura Y, Kamide Y, Sekiya K, Fukutomi Y, Ohtomo T, Kaminuma, O, Mori A
  • Organizer: World Allergy Congress 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] T cell-dependent steroid-resistant asthma is mediated by tyrosine kinases of costimulatory signal (2022)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Ohtomo-Abe, A., Iwamoto, K., Yano, K., Fujita, N., Iwata, M., Nagayama, K., Nakamura, Y., Hamada, Y., Watai, K., Kamide, Y., Sekiya, K., Fukutomi, Y., Ohtomo, T., Kaminuma, O
  • Organizer: European Academy of Allergy and Clinical Immunology Hybrid Congress 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Control of T cell-dependent steroid-resistant asthma model by several kinase inhibitors (2022)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Yamaguchi, M., Ohtomo-Abe, A., Iwamoto, K., Yano, K., Fujita, N., Iwata, M., Nagayama K., Ryu, K., Nakamura, Y., Hamada, Y., Watai, K., Kamide, Y., Sekiya, K., Fukutomi, Y., Ohtomo, T., Kaminuma, O.
  • Organizer: European Respiratory Society International Congress 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmacological characterization of T cell-dependent steroid-resistant asthma model using several kinase inhibitors (2022)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Ohtomo-Abe, A., Kawasaki, Y., Iwata, M., Nakamura, Y., Hamada, Y., Kamide, Y., Sekiya, K., Fukutomi, Y., Ohtomo, T., Kaminuma, O.
  • Organizer: The 26th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 重症喘息のステロイド抵抗性とその制御 (2022)
  • Author(s): 森晶夫、神山智、大友暁美、山口美也子、組谷千恵美、岩本圭右、矢野光一、藤田教寛、岩田真紀、永山貴紗子、劉楷、中村祐人、濱田祐斗、渡井健太郎、上出庸介、福冨友馬、関谷潔史、松元幸一郎、谷口安、小林信之、大友隆之、神沼修
  • Organizer: 第95回日本薬理学会年会
• [Presentation] Molecular characterization of bronchoconstriction induced by activated T cells (2021)
  • Author(s): Kouyama, S., Yamaguchi, M., Kumitani, C., Ohtomo-Abe, A., Kawasaki, Y., Iwamoto, K., Yano, K., Iwata, M., Nagayama, K., Ryu, K., Nakamura, Y., Hamada, Y., Watai, K., Kamide, Y., Sekiya, K., Fukutomi Y, Ohtomo, T., Kaminuma, O, and Mori, A.
  • Organizer: European Respiratory Society 2021 International Congress (London, on line)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Possible mechanisms of T cell-induced bronchoconstriction (2021)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Ohtomo-Abe, A., Ryu, K., Nakamura, Y., Hamada, Y., Watai, K., Kamide, Y., Sekiya, K., Ohtomo, T., Kaminuma, O.
  • Organizer: Asia Pacific Association of Allergy, Asthma and Clinical Immunology International Conference 2021 (Taipei, on line)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmacological characterization of T cell-induced bronchoconstriction in vivo and in vitro (2021)
  • Author(s): Mori, A., Kouyama, S., Yamaguchi, Y., Kumitani, C., Ohtomo-Abe, A., Kawasaki, Y., Iwamoto, K., Yano, K., Iwata, M., Nagayama, K., Ryu, K., Nakamura, Y., Hamada, Y., Watai, K., Kamide, Y., Sekiya, K., Fukutomi, Y., Ohtomo, T., and Kaminuma, O
  • Organizer: European Academy of Allergy and Clinical Immunology Hybrid Congress 2021 (Madrid 8211; Krakow, on line)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmacological analysis of helper T cell-dependent, steroid-resistant asthma (2020)
  • Author(s): Mori A, Kouyama S
  • Organizer: european academy of allergy and clinical immunology 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pharmacological analysis of T cell-dependent, steroid-resistant asthma. (2020)
  • Author(s): Mori A, Kouyama S
  • Organizer: european respiratory society international congress 2020
  • Int'l Joint Research