2017 Fiscal Year Research-status Report
新しいマクロファージ機能転換方法とインプラント周囲炎治療への応用
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16K20527
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| Research Institution | Hiroshima International University |
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Principal Investigator |
原田 佳奈 広島国際大学, 薬学部, 助教 (90609744)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポリリン酸 / マクロファージ / リポポリサッカライド / IFN-β / JAK1 / TYK2 / STAT1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インプラント周囲炎治療薬の候補として着目したポリリン酸は、グラム陰性菌細胞壁構成成分リポポリサッカライド（LPS）により活性化された炎症誘導型マクロファージの機能を調節する。平成28年度までの研究により、ポリリン酸はLPS刺激マクロファージにおいてSTAT1のリン酸化を抑制し、誘導型一酸化窒素合成酵素（iNOS）やケモカインCXCL10の産生量を低下させることを明らかにした。平成29年度は、ポリリン酸がどのようにしてSTAT1のリン酸化を抑制しマクロファージの性質を変化させるのか明らかにすることを目的として研究を行った。
①マクロファージをLPSで刺激すると、2時間後をピークとするSTAT1の早いリン酸化が起こる。このような早いSTAT1リン酸化は、マクロファージにより産生・放出されたIFN-βがマクロファージ自身に作用し引き起こされることを確認した。IFN-βがマクロファージに作用するのをポリリン酸が阻害するか、IFN-βによるSTAT1リン酸化を指標として検討したところ、ポリリン酸はごく部分的な抑制作用を示した。
②LPS刺激後6-24時間のマクロファージでは、STAT1の遅いリン酸化が起こる。この遅いSTAT1リン酸化もポリリン酸により抑制されるが、このときSTAT1上流のJAK1とTYK2のリン酸化型は増加していることをこれまでに見出した。平成29年度の研究では、ポリリン酸がJAK1の発現量自体を増加させるため、リン酸化JAK1が増加することが明らかになった。ポリリン酸はJAK1やTYK2とは異なる経路を介してSTAT1の遅いリン酸化を抑制すると考えられる。
以上のように、マクロファージにおけるポリリン酸の作用機構の理解につながる知見を得ることができた。
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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
平成29年度までの研究計画は、炎症を誘導するLPS刺激マクロファージの性質をポリリン酸がどのように変化させるか、また、その機序を明らかにすることであった。ポリリン酸はLPS刺激マクロファージおいてNF-κBやMAPKの活性化に影響を与えないため、これらのシグナル伝達分子により発現が制御されるインターロイキンIL-1β、IL-6、IL-10、IL-12の産生量は変化しないことが示された。一方、ポリリン酸はIRF3やIFN-βに対して抑制作用を示すことで早いSTAT1リン酸化を抑制し、さらに、JAK1やTYK2とは異なる経路を介して遅いSTAT1リン酸化も抑制することが示唆された。このようなSTAT1リン酸化抑制により、ポリリン酸を作用させたLPS刺激マクロファージでは、炎症メディエーターであるiNOSやCXCL10の産生量が低下することが明らかになった。以上の成果から、現在までの進捗状況はおおむね順調と考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリリン酸の作用機構解明の一環として、STAT1の脱リン酸化に及ぼすポリリン酸の影響の検討を平成29年度に開始したが、平成30年度も引き続き行う。また、ポリリン酸を作用させたLPS刺激マクロファージが骨代謝を担う骨芽細胞と破骨細胞にどのような影響を与えるのか、これらの細胞の培養系を用い、骨形成能・骨吸収能を中心に検討する。
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| Causes of Carryover |
STAT1の脱リン酸化に及ぼすポリリン酸の影響を平成30年度も検討することにしたため、次年度使用額が生じた。平成29年度までの助成金から生じた次年度使用額は、STAT1の脱リン酸化に及ぼすポリリン酸の影響の検討に使用する。平成30年度助成金は当初から計画していた通り、ポリリン酸を作用させたLPS刺激マクロファージが骨芽細胞と破骨細胞に与える影響の検討に使用する。
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