| Project/Area Number |
23K24598
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| Project/Area Number (Other) |
22H03340 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
中山 勝文 立命館大学, 薬学部, 教授 (20453582)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
守田 匡伸 東北大学, 医学系研究科, 講師 (10519094)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 環境微粒子 / マクロファージ / 貪食 / 肺炎 / カーボンナノチューブ / 免疫受容体 / 炎症毒性 / 環境炭素微粒子 / マイクロプラスチック / Tim4 / 環境性肺疾患 / 炭素微粒子 / 受容体 / 炎症 |
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| Outline of Research at the Start |
環境微粒子の多くは炭素を主成分とする。例えば工場等の排煙によるPM2.5やディーゼル排ガス（diesel exhaust particles: DEP）などは主にベンゼン環で構成される。これら炭素微粒子は生体内に入ると主にマクロファージに貪食され、その炎症応答が癌や肺線維症といった重篤な肺疾患を引き起こすと考えられる。しかしながらマクロファージがどのようにそれら疎水性微粒子を認識するのか不明であり、そのため環境性肺疾患の病態について良く判っていない。本研究では、炭素微粒子を認識するマクロファージ受容体を同定しその機能解析を通して、環境性肺疾患の病態を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに我々はカーボンナノチューブ（CNT）を認識する免疫受容体としてT cell mucin immunoglobulin (Tim) 4を同定し、Tim4の細胞外芳香族アミノ酸クラスターとCNT表面とのaromatic-aromatic interactionが安定して結合することを明らかにしてきた（Omori et al., Cell Rep., 2021）。しかしながらTim4の発現はヒト末梢血単核球や肺胞マクロファージに発現していないことから、他にもCNT認識受容体が存在する可能性が示唆された。そのため、Tim4の炭素微粒子認識様式に着目し、細胞外芳香族アミノ酸クラスターを持つ受容体をin silico探索した。その結果、Sialic acid-binding immunoglobulin-like lectin (Siglec)5/14を新たなCNT結合受容体として同定することに成功した（Yamaguchi et al., Nat. Nanotechnol., 2023）。興味深いことにSiglec-14はCNTを認識して、Syk経路を介して貪食シグナルと炎症シグナルを伝達することが明らかとなった。この点について我々は、抗Siglec-14阻害抗体あるいはSyk阻害剤のホスタマチニブの投与により、CNT誘発性肺炎を軽減することを明らかにした。この結果は、CNTの炎症毒性発現にSiglec-14が関与することを示唆する。
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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
今年度は、Tim4の芳香族アミノ酸クラスターと類似三次元構造をもつ受容体のin silico探索から、新たなCNT受容体としてSiglec-5/14の同定に成功し、その成果発表を行なった。このことからおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
Siglec-5/14の環境炭素微粒子の認識機構についてさらに解析を進める。具体的には、CNT以外のカーボンナノ材料のSWCNT、グラフェン等についてもSiglec-5/14によって認識されるか否かについて、細胞レベルとマウスを用いた個体レベルでの研究を進める。その炎症毒性と構造活性相関を解析することによって、より安全なカーボンナノ材料の開発に向けた理論的基盤を構築することを目指す。
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