マウス肺移植・慢性期移植肺機能不全モデルの開発と免疫応答機構の解明

• Project/Area Number: 22K19558
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 田中 里奈 京都大学, 医学研究科, 助教 (80847517)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊達 洋至 京都大学, 医学研究科, 教授 (60252962) ; 山田 義人 京都大学, 医学研究科, 特定病院助教 (80375691)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 肺移植 / 慢性期移植肺機能不全 / 拒絶反応

Outline of Research at the Start

肺移植は末期呼吸不全患者に対する唯一の救命手段だが、他の臓器移植に比べて長期予後は明らかに不良である。最も大きな要因が、慢性拒絶による「慢性期移植肺機能不全(chronic lung allograft dysfunction: CLAD)」である。ステロイド・カルシニューリン阻害剤などの現在の免疫抑制剤に代わる新たな移植後維持療法の確立が望まれている。本研究の概要は、臨床状況を反映するマウス肺移植CLADモデルを開発し、そのモデルを用いて、拒絶反応を反映する移植肺内のリンパ球集簇や移植肺の線維化に至る過程やメカニズムを解明し、新たなCLADの予防治療法を検討することである。

Outline of Annual Research Achievements

肺移植は末期呼吸不全患者に対する唯一の救命手段だが、他の臓器移植に比べて長期予後は明らかに不良である。長期予後改善のために克服すべきは、慢性拒絶が主因の「慢性期移植肺機能不全(chronic lung allograft dysfunction: CLAD)」で、新たな治療法の確立が必要である。肺移植臨床を反映するCLADの実験モデルは乏しい現状をふまえ, 本研究の目的は、①臨床状況を反映するマウス肺移植CLADモデルを開発すること、②そのモデルを用いた慢性拒絶に至らしめる免疫応答の解明と新たな治療ターゲットの提案を目指すこと、とした。BALB/cマウスの左肺をB6マウスに同所性に移植し、術後に低用量の免疫抑制(ステロイド・シクロスポリン)を行うことで、移植肺の組織学な所見として移植後約2週間で急性細胞性拒絶反応が、移植後約1か月でリンパ球の集簇とともに血管気管支周囲や胸膜に線維化が生じることを確認した。研究目的①が臨床状況を反映するマウス肺移植CLADモデルの確立であったため、開発したマウス肺移植モデルの移植後変化から線維化に至る過程が肺移植における臨床状況を反映するかを検討するため、臨床肺移植後症例の血液検体を採取し、サイトカイン・ケモカイン等を解析することで、本マウス肺移植モデルの移植後経過と比較検討することや、マウス肺移植モデルを用いた研究が行われている他の研究施設の視察や意見交換等を計画したが、COVID-19感染蔓延下で肺移植症例数が減った時期があったことや施設間交流の制限があったことから、本年度の研究費交付から2022年度末まで研究を進めることが困難であった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

マウス肺移植での低用量の免疫抑制を用いて線維化を発症するモデルを確立したが、COVID-19感染蔓延下で肺移植症例数が減った時期があったことや、他の研究施設との交流の制限などから、このモデルが臨床状況を反映しているかの妥当性の確認や、新たな治療ターゲットの開発まで研究を進めることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

2022年度には臨床検体を解析することにより、本マウス肺移植モデルが臨床状況を反映するかどうかの妥当性の確認までは達成できなかったが、臨床肺移植症例数が回復しており、2023年度には検体解析に耐えうる症例数の集積が可能になる見込みである。臨床検体の解析結果と、本マウス肺移植モデルから得られる検体解析結果を比較検討すること、これらの結果から必要であればマウス肺移植モデルの実験条件を変更することで、研究目的①である臨床状況を反映するマウス肺移植CLADモデルを開発することを達成したい。
そのうえで、特に細胞性拒絶から線維化に至る過程をサイトカイン・ケモカインの解析を中心に解明し、かつ移植肺に集簇するリンパ球が様々な炎症性疾患で局所での免疫応答を活性化すると報告される三次リンパ組織の形態をとっているかを検討する。これらから新たな治療ターゲットを探索し、マウス肺移植モデルで介入実験を施行しその効果を検討することで、研究目的②である慢性拒絶に至らしめる免疫応答の解明と新たな治療ターゲットの提案を達成したい。