トロンボモジュリンαの抗炎症作用の機序解明とDICの新規治療法に向けた臨床応用

• Project/Area Number: 23K14422
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
• Research Institution: Suzuka University of Medical Science
• Principal Investigator: 榎屋 友幸 鈴鹿医療科学大学, 薬学部, 准教授 (60803260)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: トロンボモデュリンα / PLA2G2A / Calprotectin / トロンボモデュリン / TLR4/MD2 / AGER / 重症敗血症 / 播種性凝固血管内症候群 / トロンボモジュリン

Outline of Research at the Start

TMαは抗炎症作用を有するが、詳細な機序は明確ではなく、臨床効果の個体差要因であると考えられている。申請者は、DIC患者の血漿中で、TMαが炎症反応を惹起するタンパク質（Calprotectin及びPLA2G2A）と直接的に相互作用していることを明らかにした。さらにPLA2G2Aを介したTMαの抗炎症作用の機序も明らかにした。本研究ではCalprotectinを介したTMαの抗炎症作用の機序、TMαに対するPLA2G2A及びCalprotectinの結合様式を解明し、TMαの臨床効果の個体差要因との関連性を基礎実験及び臨床研究により検証し、新たなDIC治療戦略の確立に繋げる。

Outline of Annual Research Achievements

TMαのPLA2G2A及びCalprotectin (CAL)に対する結合様式を明確にするために、functional ELISA assayにより、PLA2G2A及びCALとTMαの結合親和性を推測した。また、CALとTLR4/MD2またはAGERとの結合に対するTMαの競合的阻害効果を検証した。結果①：TMαのPLA2G2Aに対する結合親和性は非常に高値であり、低親和性結合であり、TMαによる抗炎症作用の機序に、PLA2G2Aが関与している可能性は低いと考えられた。一方、TMαは生体内の細胞膜に発現しているTMと同じ構造である。炎症部位では、局所的にTM濃度が高濃度となっている可能性があり、TMとPLA2G2Aの低親和性結合が生物学的プロセスにおいて、どのような役割を果たすのかを解明することが重要であると考えられた。結果②：TMαとCALの結合では、低濃度域と高濃度域で結合親和性が認められた。低濃度域の結合親和性の濃度でTMα濃度を固定し、TLR4/MD2またはAGERを混在させた結果、CALに結合しているTMαの量が低下した。したがって、CALに対するTLR4/MD2またはAGERは、TMαと競合して結合すると考えられた。TMαのCALに対する結合親和性は、TMαを医薬品として投与した際に得られる濃度であり、TMαの抗炎症作用は、CALを介している可能性が示唆された。興味深いこととして、CALとTMαの結合親和性は、高濃度のカルシウム存在下で低下した。CALは、高濃度のカルシウム存在下では、ヘテロ4量体を形成し、TLR4/MD2に対する結合力を失うことが知られている。したがって、TMαはヘテロ2量体のCALに選択的に結合し、TLR4/MD2またはAGERとの結合を競合的に阻害すると考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和5年度中に、CalprotectinとBasiginの結合に対するTMαの阻害効果についても検証する予定であった。この点で、少し遅れているように思えるが、Basiginについての検証ができなかった理由として、TMαのCalprotectinに対する結合様式が特殊である様子が見られたためである。TMαのCalprotectinに対する結合様式が特殊でることは、医学薬学的以外に生物学的にとても重要であると考えられ、研究方針の若干の方向修正を行った。したがって、本研究は概ね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

TMαのCalprotectinに対する結合様式は、さらに詳細に検証する必要があるため、引き続き令和6年度も実施していく。ヒトTMとPLA2G2Aの結合親和性を推定し、インテグリンαVβ3との競合阻害が、生体内のTMにおいても認められるかどうかを検証し、その後、TMとPLA2G2Aとの相互作用について論文として公表する。また、CalprotectinとBasiginの結合に対するTMαの阻害効果についても検証する。さらにCalprotectinの生体内での機能に対するTMαの阻害作用について、in vivo実験または細胞実験にて検証するための実験準備を進めていく。