Analysis of proteinase inhibitors reacting with multiple proteinases to regulate inflammation during pregnancy

• Project/Area Number: 21K16823
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 柏木 寛史 東海大学, 医学部, 助教 (10710460)
• Project Period (FY): 2024-01-17 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 妊娠関連タンパク質 / Pregnancy zone protein / 炎症抑制機構 / プロテアーゼ阻害分子 / 流産 / プロゲステロン / グルココルチコイド

Outline of Research at the Start

妊娠初期の自己抗体によって誘導される炎症は流産を引き起こす一方で、これらの抗体が存在しながら流産せず正期産に至る妊婦も存在し、その機序は解明されていない。自己抗体陽性で正期産に至った妊婦は正常妊婦と比べPZPが高値となる症例があり、炎症による流産をPZPが阻止している可能性が考えられる。本研究では、マウスモデルを用いてPZPの妊娠中の炎症抑制機能を解明し、遺伝子改変により新たなプロテアーゼ阻害能を持つPZP分子を作製し、PZPが炎症抑制機能に与える影響を解析する。また、PZPが妊娠中の炎症抑制のため、プロテアーゼ阻害分子としてどのように機能するかを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、当初の予定では、実験1：PZPの血漿動態解析、実験2：構造変化後のPZPに対応するモノクローナル抗体の作製　実験3：PZPのプロテアーゼ阻害機能解析　実験4：PZP遺伝子改変マウスの解析の４項目からなっていた。2021年度は、まず臨床検体の採取、解析と、モノクローナル抗体作製遂行に必要な抗原準備のための系の開発をおこなった。その過程で、妊娠時の炎症抑制には、ステロイドホルモンであるグルココルチコイド(GC)とプロゲステロン(P4)の影響が大きいため、その影響を考慮する必要性を見出し、新たな実験項目として、妊娠中の両ステロイドホルモンの血漿動態と機能について、PZPの動態とどの様な関連性があるかを比較解析した。
2022年度はP4およびGCの炎症制御機能を解析し、Frontiers in Immunology誌に論文報告した。臨床検体を用いて妊婦の血中動態を観察したところ、両ホルモンは分娩後に低下するが、特にP4の劇的な低下を認め、GCやPZPの低下は緩徐であった。細胞生物学的実験において、リンパ球に与えるP4およびGCの影響を検討したところ、P4はT細胞の可逆的な活性化抑制とリンパ節へのナイーブT細胞の誘導を、GCは炎症性サイトカインの分泌抑制に機能することを明らかにした。これらの絨毛間腔血中のステロイドホルモンに対し、PZP濃度は血漿中と比較して低レベルであるため、10倍程度に亢進するP4の方がより胎盤局所の抗炎症作用に有効である可能性が示された。一方、胎盤成分の血液中への流出も、全身性の炎症に寄与することが示唆される。例えば分娩後の肺塞栓症などは、自己抗原による急性の免疫応答を含むことが示唆される。これらに対し、PZPが発症抑制を誘導するかを今後確認していくことが必要である。

Research Products

• [Journal Article] High-progesterone environment preserves T cell competency by evading glucocorticoid effects on immune regulation. (2022)
  • Author(s): Hirofumi Kashiwagi, Yumiko Goto, Hitoshi Ishimoto, Yoshie Kametani, et al.
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 13 Pages: 1-19
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.1000728
  • Peer Reviewed / Open Access