神経ペプチドNPYによる同種造血幹細胞移植後の非感染性呼吸器合併症治療の開発

• Project/Area Number: 21K08372
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 前田 嘉信 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (60403474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮原 信明 岡山大学, 保健学域, 教授 (70335610) ; 淺田 騰 岡山大学, 大学病院, 研究准教授 (70803055) ; 藤原 英晃 岡山大学, 大学病院, 研究准教授 (90743683)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 閉塞性細気管支炎 / GVHD / NPY / 免疫学

Outline of Research at the Start

同種造血幹細胞移植後に発症する閉塞性細気管支炎などの非感染性呼吸器合併症は，予後が極めて不良であり病態解明も不十分である。これまでの基礎研究によりTh17細胞などのリンパ球に加え，マクロファージも病態に関与することが示唆された。神経ペプチドNPYは神経終末のみならず肺マクロファージからも産生され，肺線維化に関与する可能性がある。本研究では造血幹細胞移植後の呼吸器合併症に神経ペプチドNPYが抑制的に作用し、新たな治療標的になり得ることを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

同種造血幹細胞移植後に発症する閉塞性細気管支炎などの非感染性呼吸器合併症は，予後が極めて不良であり病態解明も不十分である。これまでの基礎研究によりTh17細胞などのリンパ球に加え，マクロファージも病態に関与することが示唆された。神経ペプチドNPYは神経終末のみならず肺マクロファージからも産生され，肺線維化に関与する可能性がある。
Neuropeptide Y (NPY)は中枢神経系に広く発現する神経ペプチドで，神経系の細胞のみならず血球系細胞や気道上皮細胞にも発現している。NPYのY1受容体は血液系細胞を中心に広く分布し，Y1受容体からのシグナルによりT細胞はTh2反応に誘導される。
ハウスダスト誘導アレルギー性気道炎症モデルを用いて，NPY 欠損マウスではアレルギー性気道炎症，気道過敏性に関与する気道および全身のTh2 反応が減弱することを明らかにした。また、ブレオマイシン誘導特発性肺線維症モデルを用いて，NPY 欠損マウスでは肺線維化が増悪することを見出した。
次に、マイナー抗原不一致のドナーB6 →レシピエントB10.BRの系を用いた移植後の閉塞性細気管支炎(BO)マウスモデルを確立した。レシピエントマウスは、組織学的に線維化も含め評価し(NIH Image Analysis system)，肺機能 (FlexiVent small-animal ventilator SCIREQ, Montreal, PQ, Canada)も合わせて測定し、BOに合致する結果が確認された。B6のNPY欠損マウス(Charles River)はすでに繁殖し使用可能であり，B10.BRにもバッククロスも進んでいる。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

インフルエンザウイルス感染肺のマクロファージからは大量に神経ペプチドNPYが産生され，NPY-Y1受容体が活性化されると，SOCS3が誘導されることが最近、明らかにされた。SOCS3はSTAT3リン酸化を抑えTh17細胞に対し抑制する方向に作用する。我々は，ブレオマイシン誘導特発性肺線維症モデルを用いて，NPY 欠損マウスでは肺線維化が増悪することを見出しているが、以上の知見から我々は，造血幹細胞移植後のBOなどの肺線維化において，Th17細胞-マクロファージ異常-神経ペプチドNPY低下が病態形成に重要な役割を果たすと考えている。これまでの実験結果から概ね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

ドナーまたはレシピエントにNPY欠損マウスを用い，NPY欠損マウス群がwtコントロール群と比べBOが軽減することを明らかにする。B6のNPY欠損マウス(CharlesRiver)はすでに繁殖し使用可能であり，B10.BRにもバッククロスが進んでいる。BOは，組織学的に線維化も含め評価し(NIH Image Analysis system)，肺機能(FlexiVent small-animal ventilator SCIREQ, Montreal, PQ, Canada)も合わせて測定する。
続いてNPYのY1受容体のアンタゴニストBIBO-3304 (Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX) (0.1 mg/kg/day)を投与し，同様に肺の組織学的変化と肺機能をコ
ントール群と比較し，NPYが造血幹細胞移植後のBOに関与することを明らかにする予定である。