| Project/Area Number |
20K18301
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
本間 あや 北海道大学, 大学病院, 助教 (70547653)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 耳鼻咽喉科学 / 時計遺伝子 / アレルギー性鼻炎 / アレルギー学 / 時間生物学 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒストン脱アセチル化酵素であるSirtuin1（SIRT1）および時計遺伝子と、アレルギー性鼻炎の病態に関与する２型サイトカイン活性との関連性およびその周期性を検討する。
アレルギー性鼻炎の症状には日内変動があり、体内時計により制御されている。SIRT1の活性は概日変動を示し、ヒストンH3を周期的に脱アセチル化して時計遺伝子発現を調節する。また、SIRT1活性がIL-4やIL-13などのTh2 サイトカイン発現に関与することが報告されていることから、アレルギー性鼻炎の病態形成およびその周期性に、SIRT1および時計遺伝子が関与しているかを検討、時計遺伝子を標的とした新規治療法の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アレルギー性鼻炎の症状には日内変動があり、体内時計により制御されている。また、SIRT1の活性は概日変動を示し、時計遺伝子産物BMAL1を周期的に脱アセチル化して時計遺伝子発現を調節する。近年、SIRT1活性がIL-4やIL-13などのTh2 サイトカイン発現を制御することが報告されており、アレルギー性鼻炎の病態形成およびその症状の日内変動に、SIRT1および時計遺伝子が関与していることが疑われる。
本研究では、鼻粘膜の時計遺伝子とSIRT1の発現量を経時的に測定し、鼻炎症状の概日変動との関連を評価する。また、レスベラトロールなどのポリフェノール類はSIRT1を活性化することが知られており、投与時刻により鼻粘膜の概日リズムを維持しながら予防かつ治療を行う新奇治療（時間治療）の確立を目指す。
現在まで、アレルギー性鼻炎患者および対照群より採取した鼻粘膜上皮細胞（pHNEC）を培養し、時計遺伝子Period (Per) 2, Per3, SIRT1の発現量の継時的な推移をqPCR法にて測定し、ヒト鼻粘膜上皮細胞の内因性リズムの解析を施行した。pHNEC培養細胞において安定したPer２発現リズムを確認できた。また、手術検体（余剰鼻粘膜組織）を用いた組織学的評価を施行した。PER2は粘膜上皮細胞や腺上皮細胞において発現を認めたが、手術検体採取時間による変化については未だ評価できていない。今後は、採取時間によるPER2発現の変化や、時計遺伝子タンパク、SIRT1、およびType2炎症のパラメーターとの相関性の解析を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度から昨年度までのコロナ禍の影響もあり、対象疾患の手術件数が減少したため、サンプル確保が予想以上に進まなかった。当初予定していたアデレード大学耳鼻咽喉科でのMicrofluidic PCRでの遺伝子発現量解析が実現困難となり、qPCR法に変更となったため、より多くのサンプル数が必要となり、サンプル数確保、解析自体に時 間を要した。しかし、今年度はサンプル確保が以前と比較し、安定したため今までの遅れを取り戻しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
気液界面（ALI: Air-liquid interface）培養は鼻粘膜の生理的環境を忠実に再現しており、鼻粘膜生理機能の評価に適しているため、単相培養ではなく、ALI培養を用いた研究に着手することとした。
アレルギー性鼻炎および対照群pHNECのALI培養を行い、時計遺伝子およびsirt1の発現量の概日変動の評価を進める。また、SIRT1 活性化剤(resveratrol)を投与し、時計遺伝子発現量およびTh2 サイトカイン発現量にアレルギー性鼻炎および対照群間で相違があるかを比較する。時間毎にresveratrolを投与、投与後の時計遺伝子発現リズム変化および、Th2サイトカイン産生量より薬物への反応性を評価する。resveratrol投与時刻による時計遺伝子の位相反応(リズム位相の変動時間ならびに変動方向)および、Th2サイトカイン産生量からresveratrolの至適投与時刻を検討する。
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