2017 Fiscal Year Annual Research Report
Therapeutic strategies for intractable respiratory diseases through mesenchymal stem cells derived from pulmonary vascular endothelial cells
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17H04181
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
巽 浩一郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (10207061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 倫太郎 千葉大学, 未来医療教育研究センター, 特任助教 (00756091)
坂尾 誠一郎 千葉大学, 医学部附属病院, 講師 (80431740)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 肺血管障害 / 内皮間葉転換 / 肺線維症 / ARDS / 肺高血圧症 / COPD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺の線維化はARDS発症後の回復期（修復期）の一つの表現型である。敗血症はARDSの主原因であり、エンドトキシン（LPS）誘発性の肺血管障害はARDSを引き起こす。内皮間葉転換（endothelial-to-mesenchymal transition (EndMT)）は肺の線維化に重要な役割を果たすが、種々の病態において異なる役割を担っている可能性が高い。Dipeptidyl peptidase (DPP)-4阻害薬は敗血症モデルにおける肺血管障害の程度を改善しうるとされているが、DPP-4がLPS誘発性の肺障害におけるEndMTさらには肺の線維化にどのように関与しているかは不明である。そこでDPP-4阻害薬の一つであるvildagliptinが、肺の線維化過程においてEndMT抑制作用を有しているかどうかを研究した。8週齢マウスに5mg/kgのLPSを5日間連続腹腔内投与することにより肺障害モデルを作成した。Vildagliptin 10mg/kgをLPS投与前までの14日間連続投与した。フローサイトメトリーによる細胞分析、肺の免疫組織染色、QPCRによるRNA解析を肺組織を用いて施行した。LPS投与28日後の肺組織において、αSMAないしはS100A4タンパク陽性のEndMTを起こしたと考えられる肺血管内皮細胞（PVECs）の増加が認められた。単離したPVECsのmRNA解析でも同様にEndMTを起こした細胞の増加が認められた。EndMTを起こした細胞は、間葉系細胞と比較して、高い増殖能、遊走能を有していた。VildagliptinはこれらEndMT反応を抑制した。また、免疫担当細胞およびGLP-1を除いた状態でもVildagliptinはEndMT反応を抑制した。肺血管障害時の肺の線維化抑制には、EndMT抑制が一つの治療戦略になることが示された。
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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
下記論文を本研究課題に関係する業績として公表し、研究はおおむね順調に進展していると判断している。1) Vildagliptin ameliorates pulmonary fibrosis in lipopolysaccharide-induced lung injury by inhibiting endothelial-to-mesenchymal transition. Respir Res. 2017; 18: 177. 2) Isolation and characterization endothelial-to-mesenchymal transition-cells in pulmonary arterial hypertension. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2017 Sep 21[Epub ahead of print]. 3) Antifibrotic effects of cyclosporine A on TGF-β1-treated lung fibroblasts and lungs from bleomycin-treated mice: role of hypoxia-inducible factor-1α. FASEB J. 2017; 31: 3359-3371. 4) Endothelial cell-related autophagic pathways in Sugen/hypoxia-exposed pulmonary arterial hypertensive rats. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2017; 313: L899-L915.
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| Strategy for Future Research Activity |
肺線維症およびCOPDマウスモデルにおいて、肺血管内皮細胞由来の間葉系幹細胞MSCの動態、また免疫担当細胞がMSCに及ぼす影響に関して検討する。免疫細胞の中で特にマクロファージの肺疾患病態形成に対する関与を検討する。マクロファージには、肺組織在住の細胞（tissue-resident macrophage）と骨髄由来の細胞（monocyte-derived macrophage）がある。マウス骨髄細胞からマクロファージの分化培養を試みる。CD11bに90% positiveかつF4/80に30% positiveの細胞群が得られている。これら骨髄由来培養monocyte-derived macrophageはphagocytosisや抗線維化物質の分泌作用があり、線維化の抑制効果がある可能性がある。このmonocyte-derived macrophageは、EndMTを起こしたMSC細胞を抑制することにより線維化の抑制を起こしている可能性がある。骨髄由来培養monocyte-derived macrophageは、通常のM-CSF、GM-CSFさらには他のサイトカイン刺激（例えばIL-33で刺激を受けるた細胞はMMP-9の放出により肺線維化の抑制に寄与）によりその機能は影響を受けると考えられる。生体ではこれら骨髄由来細胞が肺に到達した時、tissue-resident macrophageと作用が拮抗している可能性が考えられる。このようなmonocyte・マクロファージ系細胞動態は、EndMTを起こしたMSC細胞の機能に影響を及ぼしており、最終的には肺線維症病態形成に対して重要な役割を担っていると想定される。マクロファージRNAの遺伝子発現解析により、そのサブグループ解析を行う。
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