| Project/Area Number |
23K07651
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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 53030:Respiratory medicine-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 雅昭 三重大学, 医学系研究科, 講師 (10202201)
竹下 敦郎 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (10830490)
藤本 源 三重大学, 医学系研究科, 講師 (90378399)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | COVID-19 / 急性肺障害 / 細菌叢 / コリシン / マウスモデル / 凝固系 / 凝固制御機構 / サイトカイン / SARS-CoV-2 / 急性肺炎 / corisin / 細胞死 |
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| Outline of Research at the Start |
COVID-19肺炎では、急性肺障害(ALI)が死因の多くを占める。我々は肺細菌叢由来の細胞死誘導ペプチドcorisinを新規に発見し、corisinが肺線維症の急性増悪を誘発することを報告した。肺線維症急性増悪の病態はALIと類似する。そこでlipopolysaccharide およびブレオマイシンによるALIマウスにcorisinの活性を阻害する抗体を投与したところ、病態が改善した。本研究では、ALIの病態形成に重要な役割を果たしている肺内細菌叢に対して、corisinの治療標的としての有用性を評価する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
COVID-19による死亡率は未だ増加傾向にあり、2022年5月時点で世界の死者数は約629万人に達し、パンデミックの深刻性を物語っている。近年、人体内の微生物叢とCOVID-19との関連性に対する関心が高まっている。腸内及び肺内の微生物叢の組成や代謝活性の変化が、COVID-19の重症度と密接に関連していることが明らかにされている。しかしながら、COVID-19患者の致命的な結果に特定の微生物叢由来因子を直接関連付ける研究は未だ存在しない。我々の研究チームは最近、急性肺障害患者において肺上皮細胞のアポトーシスを誘発する細菌叢由来のペプチドであるコリシンを同定した。この発見を踏まえ、2023年度にはCOVID-19患者の血中コリシン濃度の検討を実施した。COVID-19の症状を呈した47名の患者を対象とした横断研究では、炎症及び凝固活性の指標であるトロンビン-アンチトロンビン複合体やDダイマーを含む血中コリシン濃度が有意に上昇していることが判明した。これらの患者において、トロンビン-アンチトロンビン複合体、Dダイマー、及びコリシンのレベル間に有意な相関が認められた。また、凝固系の重要な制御因子であるフリープロテインSのレベルが低下しており、COVID-19における凝固系制御因子の異常が明らかになった。これらの研究結果は、COVID-19の病態形成における微生物叢、炎症、及び凝固系の複雑な相互作用を示唆している。しかし、COVID-19におけるコリシンによる急性肺障害のメカニズムや重症化の予後バイオマーカーとしての役割を明らかにするためには、さらなる研究が必要である。これらの研究を進めることで、ウイルスの破壊的な影響に対処し、患者の予後を改善するための新たな治療標的を見出す可能性がある。
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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
臨床研究は一般に、多数の患者からのサンプル収集という長期にわたるプロセス、必要な研究許可の取得に伴う時間的制約、サンプルの取り扱い及び保管、臨床パラメーターを精密に測定するための専門技術など、多岐にわたる要因により困難かつ時間を要するものである。しかし、本研究ではCOVID-19患者からの血液サンプルを確保できたことにより、予定通りに順調に進行している。加えて、当研究室は臨床パラメーターの測定に必要なリソースと専門知識を有しており、学内の臨床部門とも緊密に協力している。過去の研究では、肺線維症の急性増悪及びリポ多糖体誘発型急性肺障害において、腸内細菌由来のコリシンが有意に増加することを確認している。これを基盤として、COVID-19を含む急性疾患患者においてもコリシン値の上昇が認められるという仮説を立てた。この過去のデータに基づく仮説は、現在の研究の強固な基礎となり、大きな障害なく順調な進行を可能にしている。2023年度の研究では、COVID-19患者の血清中コリシン値の上昇が確認され、この上昇が血液凝固系の活性化と有意な相関を示し、抗凝固系とは逆の相関関係にあることが明らかになった。この結果は、COVID-19患者における高い死亡率を伴う凝固障害の病態形成において、上昇したコリシン値が重要な役割を担っている可能性を示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度には、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質による急性肺障害のマウスモデルを構築し、前年度に得られたデータがマウスモデルにおいても再現可能かを検証する。実験は以下のプロトコルに従って行われる予定である。1) SARS-CoV-2のスパイクタンパク質による急性肺障害マウスモデルにおけるコリシン濃度の変動を検討する。野生型マウスに対して、SARS-CoV-2のスパイクタンパク質とポリ(I:C)を生理食塩水に溶解した溶液を気管内投与し、急性肺障害を誘発する。対照群には、ポリ(I:C)を溶解した生理食塩水、および生理食塩水のみを投与する。スパイクタンパク質とポリ(I:C)の投与後、マウスは7日間毎日解剖され、気管支肺胞洗浄液、肺組織、血漿が採取される。開発したモノクローナル抗体を用いたELISAおよびウェスタンブロット法により、急性肺障害マウスのサンプルからコリシンおよびコリシン様ペプチドの濃度を測定する。2) SARS-CoV-2のスパイクタンパク質による急性肺障害マウスモデルにおけるモノクローナル抗コリシン抗体の効果を検討する。C57BL/6野生型マウスにスパイクタンパク質とポリ(I:C)を気管内投与し、急性肺障害マウスモデルを作成する。対照群には、ポリ(I:C)を溶解した生理食塩水、および生理食塩水のみを投与する。治療群には、急性肺障害誘発の1週間前からモノクローナル抗コリシン抗体を週3回腹腔内注射する。非治療群にはコントロール抗体を腹腔内投与する。気管内投与の24時間後、肺のマイクロCT撮影を行う。イソフルラン吸入麻酔後、気管支肺胞洗浄液を採取し、心臓からの採血により安楽死させた後、生化学的および組織学的分析のためのサンプルを採取する。血液、気管支肺胞洗浄液、組織中の炎症性サイトカイン、プロテアーゼ、アポトーシス関連マーカー、および組織学的変化をマウス間で比較検討する。
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