Role of miR-21 in chronic lung disease

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K10186
• Research Institution: Fukushima Medical University
• Principal Investigator: 郷 勇人 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (30443857)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桃井 伸緒 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (10285033) ; 橋本 浩一 福島県立医科大学, 医学部, 准教授 (50322342)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 新生児慢性肺疾患 / miR-21 / エクソソーム

Outline of Annual Research Achievements

新生児慢性肺疾患患児（CLD児）と非罹患児（非CLD児）の血清からエクソソームの特異的タンパクであるCD9,CD63のImmunoblottingで、早産児の血中からエクソソームを抽出できることを確認した。CLD児では日齢28、修正36週で血清エクソソーム中のmiR-21の発現が上昇し、特に日齢28のエクソソームmiR-21の発現がCLDの高感度に重症度を予測することがわかった。一方、CLD児、非CLD児のエクソソームの粒子数や粒子径に変化はなかった。A549cellを用いて、miR-21がアポトーシスに関わるProgramed cell death 4（PDCD4）の発現を直接調整していることを明らかにした。
CLDモデルマウスの実験では、日齢14ではmiR-21inhibitor投与群で呼吸回数と分時換気量が改善していた。miR-21ヘテロ欠損マウスでも同様の結果が得られたが、miR-21ホモ欠損マウスでは野生型CLDマウスと比べ呼吸機能は変化がなかった。miR-21 KO新生仔マウスとWT新生仔マウスを7日間酸素暴露したところ、miR-21 KOマウスではmiR-21の標的遺伝子であるPDCD4が上昇していた。また、炎症性サイトカインに関してIL-6、IL-1bはmiR-21 KOマウスとWTで酸素暴露後の発現に差はないものの、CCL2の発現がmiR-21 KOマウス群で有意に高かった。miR-21 KOマウスと野生型マウスの8週齢時の体重はそれぞれ26.0±0.6g、25.8±0.4gと差はなく、表現型にも差を認めなかった。酸素暴露後3日目の体重はmiR-21KOで21.1±0.7g、WTで21.5±0.4gと同様に減少していた。
miR-21 inhibitor投与新生仔マウスとPBS投与新生仔マウスにおける肺でのmiR-21の発現は、miR-21 inhibitor投与群では、miR-21の発現は PBS投与群に比べ、20％程度まで減少していることがわかった。さらにmiR-21 inhibitor投与群ではPBS群に比べ、酸素暴露後日齢14での体重(6.2g±0.3g vs 5.8g±0.2g)が有意に増加し、分時換気量(21.3±0.9ml vs 18.2±1.2ml)、呼吸数(361±21 bpm vs 314±11 bpm)ともに改善していた。

Research Products

• [Journal Article] Extracellular vesicle miRNA-21 is a potential biomarker for predicting chronic lung disease in premature infants (2020)
  • Author(s): Hayato Go, Hajime Maeda, Kyohei Miyazaki, Ryo Maeda, Yohei Kume, Fumihiko Namba, Nobuo Momoi, Koichi Hashimoto, Satoru Otsuru, Yukihiko Kawasaki, Mitsuaki Hosoya, and Phyllis A Dennery
  • Journal Title: Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. Volume: 318 Pages: L845-L851
  • DOI: doi:10.1152/ajplung.00166.2019.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research