2017 Fiscal Year Research-status Report

ウィルス感染が誘導するステロイド抵抗性気管支喘息のメカニズム解明とその制御法開発（国際共同研究強化）

Research Project

Project/Area Number	15KK0321
Research Institution	Tokyo Women's Medical University
Principal Investigator	芦野滋東京女子医科大学, 医学部, 助教 (10507221)
Project Period (FY)	2016 – 2018
Keywords	重症気管支喘息 / ウィルス感染
Outline of Annual Research Achievements	本国際共同研究強化では、ウィルス感染を契機に発症する重症気管支喘息の病態を、独自に作製したマウスモデルを用いて解明し、新規治療標的分子の同定を目標としている。平成30年(2018年)1月下旬に渡航し、本国際共同研究強化を本格的に遂行するために、現在(2018年3月末)までに、まず始めにどのようなウィルス構成成分が気管支喘息の重症化に関わっているかを検討した。ウィルス構成成分には、1本鎖RNA (single stranded RNA、ssRNA)や2本鎖RNA (double stranded RNA, dsRNA)があることが知られているため、この2種類のRNAを模倣する人工試薬を気管支喘息モデルマウスに投与し、どのような病態変化が引き起こされるか解析した。その結果、ssRNA人工試薬を投与した気管支喘息マウス群よりも、dsRNA人工試薬を投与した気管支喘息マウス群の方が、呼吸機能低下を示す気道過敏性の値がより上昇しており気管支喘息の症状が重症化したことが明らかとなった。さらに、気管支肺胞洗浄を行い、肺における浸潤細胞を解析したところ、dsRNA人工試薬を投与した重症気管支喘息マウス群では有意な好中球浸潤の増大が確認された。一般的なTh2型の気管支喘息では好酸球浸潤性の気道炎症が認められるのに対し、このdsRNAを投与された重症気管支喘息モデルでは、好中球浸潤を伴った気道炎症に変化することが明らかとなった。さらに、重症気管支喘息マウスの肺内のサイトカインレベルを解析したところ、ウィルス応答に関係するサイトカイン、および気管支喘息増悪に関係するサイトカインの上昇が確認された。これらの病態はヒトの重症気管支喘息の所見に類似していた。現在、このウィルス構成成分dsRNAによって重症気管支喘息がどのようにして引き起こされるかを解明するため、引き続き詳細な病態解析を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 渡航して間もないため、海外受け入れ機関における実験は本格的には始動していないが、日本国内で準備したサンプルの解析を進めつつある。また、ウィルス構成成分(ssRNAやdsRNA)の気管支喘息重症化における影響が明らかになってきたため、実際のウィルスを用いて気管支喘息の重症化メカニズムを解析する準備も進めている。具体的には、一般的な風邪症候群を引き起こすRSウィルスやライノウィルスを気管支喘息モデルマウスに投与する実験を想定しており、現在、ウィルスの増幅作業や各種遺伝子改変マウスの繁殖を行っている。また、本研究では、当初、ヘルパーT細胞と気道上皮細胞の機能変遷に関する遺伝子および免疫反応に関わる分子群の情報を捕捉する予定であったが、ウィルス応答性サイトカインの影響は多岐にわたるため、まずは肺組織全体を用いて遺伝子発現解析を行う予定である。加えて、ウィルス構成成分あるいは実際のウィルスを投与した重症喘息マウスの気管支肺胞洗浄液を用いて、今まで見逃されていた責任標的分子の同定を行う予定であり、遺伝子発現との関連についても解析していく予定である。さらに、本国際共同研究強化では、気管支喘息の重症リスク関連遺伝子とウィルス応答性サイトカインによって引き起こされる病態との関連性に注目しており、海外受け入れ機関内の共同研究者との連携を視野に入れている。
Strategy for Future Research Activity	本国際共同研究強化では、ウィルス感染時に肺組織内でどのような細胞が病原性細胞となり気管支喘息を重症化させるかを解明していく。それら病原性細胞には、樹状細胞やヘルパーT細胞のような免疫細胞や、肺組織の支持細胞である気道上皮細胞や線維芽細胞など様々な細胞群が含まれる可能性があるが、どの細胞群が責任細胞であるか、また、どの分子が治療標的になり得るかを解明するための研究基盤の構築を行っていく予定である。今後は、ウィルスあるいはウィルス構成成分を投与することで重篤化した喘息マウスの肺組織、および通常の喘息マウスの肺組織の性状を様々な手法で比較することで、ウィルス感染時に活性化あるいは鎮静化する遺伝子情報を捕捉する。また、オミクス解析等を用いることで、気管支喘息の重症化および難治化に関わる責任分子群の増減を把握する予定であり、その産生源である細胞の同定も試みる。さらに、ウィルス応答性免疫反応(ウィルスのクリアランス)は阻害しないが、気管支喘息重症化を誘導する新規標的分子を同定することも目標の一つとする。本国際共同研究強化には、ウィルス感染を伴った重症喘息患者群に特異的に発現するバイオマーカーの情報を得られる可能性もあり、治療法(阻害剤)選択や個別化医療に応用できる期待もあると考えている。これらの研究成果をもとに、著効を示す新規治療ターゲットの発見を目指していく。