Mechanisms for the involvement of airway microbiota in RA-associated interstitial lung disease
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21K08482
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 54020:Connective tissue disease and allergy-related
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
西尾 純子 東邦大学, 医学部, 教授(寄付講座) (40598679)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
南木 敏宏 東邦大学, 医学部, 教授 (00282749)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 関節リウマチ / 間質性肺疾患 / 肺細菌叢 / 細胞老化 / SASP / p21 / p16 / ブレオマイシン誘導間質性肺炎 / lung fibrosis / lung microbiota / senescence / 間質性肺炎 / 2型肺胞上皮 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、肺細菌叢によるRAに併発するILD (RA-ILD) の制御機構を明らかにすることを目的とする。具体的には、1) RA-ILDマウスモデルを用いて、肺細菌叢の肺線維化への関与機構を明らかにする。一方で、2) RA-ILD患者の気道細菌叢や増加する代謝物質を明らかにし、3) RA-ILD患者で増加する細菌や代謝物質の肺線維化への影響をin vitroやマウスモデルで検証する。本研究により、RA-ILD病態への理解が深まり、細菌やその代謝物質を標的とした治療基盤の創出が期待される
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、肺細菌叢によるRAに併発するILD (RA-ILD) の制御機構を明らかにするため、以下の1) - 3)を計画した。1) RA-ILDマウスモデルを用いて、肺細菌叢の肺線維化への関与機構を検討する一方、2) RA-ILD患者の気道細菌叢や増加する代謝物質を検討し、3) RA-ILD患者で増加する細菌や代謝物質の肺線維化への影響をin vitroやマウスモデルで検証する。1)に関しては、4種類の混合抗生剤あるいは単剤を先行投与し、肺細菌叢を変化させたマウスのブレオマイシン誘導間質性肺炎(BLM-ILD)の重症度を検討したが、抗生剤を投与しないマウスと有意差を認めなかった。2)については、RAとRA-ILD患約50名、健常者約50名の口腔咽頭洗浄液検体を収集し、メタゲノム解析を行ったところ、RA患者と健常者の気道細菌叢のβ多様性が異なることが明らかになった。また、健常者、RA患者、RA-ILD患者各7名のの口腔咽頭洗浄液検体のメタボローム解析を行い、RA患者でアルギニン生合成の低下を認めた。今後、口腔咽頭細菌叢の菌種構成および細菌遺伝子解析を行うことにより、RA-ILDにおいて変化のある細菌や細菌代謝経路を明らかにし、マウスモデルを用いてILDとの関連を検証する。一方、一連の研究の過程で、BLM投与直後より2型肺胞上皮細胞(AEC2)が、肺線維化に先行して老化細胞マーカーであるp21およびp16を発現し、肺線維化の進行とともに増加することを見出した。AEC2は肺線維化早期からsenescence-associated secretory phenotype (SASP)を獲得し、IL-6、CCL2、TGFβ、PDGFaなどを産生しており、単球の浸潤や早期の線維芽細胞の活性化を誘導することを明らかにした。この結果は、論文として発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度、特に進捗があったのは、2)のRA-ILD患者の気道細菌叢や増加する代謝物質の検討について、メタゲノム解析とメタボローム解析を終了し、一定の結果を得たことである。メタゲノム解析では、RA患者と健常者の気道細菌叢のβ多様性が異なることが明らかになっており、有意に変化する細菌種について明らかになっていること、また、メタボローム解析ではRA患者では、アルギニン生合成代謝が低下していることが明らかになっているため、おおむね順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
患者口腔咽頭細菌叢のメタゲノム解析とメタボローム解析を受託解析にて行い終了しており、現在、口腔咽頭細菌叢の菌種構成および細菌遺伝子解析を行っている。今後、RA-ILDにおいて変化のある細菌や細菌代謝経路を明らかにし、マウスモデルを用いてILDとの関連を検証する。口腔咽頭洗浄液で増加している候補については、各々の代謝物質を質量分析にて実測するとともに、血漿でも同様に測定する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
