熱傷における感染合併とビタミンD欠乏の関連性の解明

• Project/Area Number: 23K15636
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55060:Emergency medicine-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 佐藤 幸男 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (00445272)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 熱傷 / ビタミンD / 感染症 / 敗血症 / グルタミン / 免疫調節

Outline of Research at the Start

熱傷患者の予後に影響を及ぼす因子としては感染合併がある。熱傷患者では入院時血中ビタミンD濃度とその後の感染症合併率が相関することが報告されており、ビタミンDと免疫機能には何らかの関連性があることが示唆される。申請者のこれまでの研究結果では熱傷モデルマウスは受傷後の血中ビタミンD濃度を認め、ビタミンDの治療的投与は免疫調節に関わるグルタミンの血中濃度を上昇させた。そこで臨床研究では解明できないビタミンD欠乏と免疫低下の因果関係を動物モデルで明らかにすべく、ビタミンD欠乏状態マウスを用いた熱傷後感染症合併モデルを作成して免疫担当細胞の挙動に血中ビタミンD濃度が影響するかを解析することを計画した。

Outline of Annual Research Achievements

熱傷は体内の代謝に異常な亢進をもたらし、筋肉の萎縮、骨量の減少、免疫系の抑制の原因となる。この代謝亢進の機序の詳細は未だ明らかとはなっていないが、熱傷患者はしばしば血中のビタミンD濃度が低いことが知られている。近年、熱傷患者の入院時ビタミンD血中濃度と入院後感染症合併率に相関関係が認められる臨床研究が報告された。しかし、「ビタミンD欠乏が免疫機能低下に直接的に関与しているか」、更には仮にそうだとして「ビタミンDの治療的投与が免疫機能低下の改善に寄与するか」、は明らかでない。
そこで、今回ビタミンD欠乏状態マウスを用いて、two-hit modelと呼ばれる熱傷モデルマウスにリポ多糖（LPS）を投与する熱傷後感染症モデルを作成し、ビタミンD欠乏が免疫能低下と感染症併発に関与する機序を明らかにすることを計画した。
これまでに、我々はマウス熱傷モデルを用いて熱傷後のビタミンD低下が免疫機能に影響を及ぼすアミノ酸またはたんぱく質の変化を明らかにしようとした。その結果、これまでに血清中の分岐鎖アミノ酸（BCAA）濃度は熱傷後に上昇するが、ビタミンDの投与は骨格筋における熱傷により減少したクエン酸回路の代謝物の増加をもたらし、更に免疫調整に寄与すると考えられているBCAAを原料として骨格筋で生成されるグルタミンの血中濃度が増加した。これらのことから、熱傷後のビタミンD投与はBCAAを原料として骨格筋内でのグルタミン産生を増大させている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究設備・備品の故障と修理に時間を要し、実験が滞っている。

Strategy for Future Research Activity

実験回数を重ねて、仮説を検証するための基礎データの有意差を得ることとする。