シグナル因子SHHを介した気道上皮におけるCOPD病態形成メカニズムの解析

• Project/Area Number: 21K16109
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 砂金 秀章 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (40821880)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: COPD / SHH / FGF-10 / 気道上皮

Outline of Research at the Start

Hedgehog familyの一員である細胞外シグナル因子Sonic Hedgehog (Shh)は呼吸器の発生で注目されてきた遺伝子だが、これまでCOPDの病態形成においては注目されてこなかった。本研究では、Shhを気道上皮特異的に欠失した遺伝子改変マウスを作出、マウス肺気腫疾患モデルに供することで、気道上皮におけるShh発現が気腫性病変の形成にもたらす影響を動物実験で解析、さらにCOPD患者の肺検体を解析することで、Shhを標的としたCOPDの発症及び進行を抑制する新規治療法の開発に資する知見を得ることを目標とする。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に引き続きマウス肺気腫モデルにおけるSHHの役割を解析するため、動物実験を中心に行うことを計画した。まず予備実験として、野生型マウスを用いて、エラスターゼ肺気腫モデルの作出を複数回行い、肺気腫が完成することを確認、エラスターゼ肺気腫モデルを確立した。次の段階として、少数の遺伝子改変マウスに対し、気道上皮特異的タモキシフェン誘導SHHコンディショナルノックアウトマウスの解析を行った。その結果、タモキシフェンによる毒性は許容範囲であり、タモキシフェンおよびエラスターゼ投与系については確立できたと考えている。しかし系統確立の遅れにより、十分個体数の解析には至っておらず、また呼吸生理学的に有意な差は観察できていない。これについては、今後繁殖と共にn数を増やしていくことで解析を進めていく予定である。
細胞実験においては、いくつかの肺癌細胞株においてSHH発現ベクターがワークすることを確認した。これについては動物実験の解析結果を踏まえたうえで、SHHが肺気腫形成に果たしている役割の解析のために用いる予定である。
本年度は動物実験の遅れに伴い、結果は得られなかったが、現在実験動物の繁殖が順調に進んでおり、来年度は解析個体数を増やしつつ、細胞実験も並行して行うことで、海外研究室と協力して行った、ヒト検体の病理学的解析(RNA-ISH)によって示唆されているSHHとCOPDの関係を明らかとしたい。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

遺伝子改変マウスのbreedingの遅れのため、十分個体数の動物実験が出来ていないため。

Strategy for Future Research Activity

十分量の遺伝子改変マウスが揃い次第、動物実験の個体数を追加し、解析を行っていく。