2021 Fiscal Year Research-status Report
免疫系と神経系のクロストークに着目した気管支喘息重篤化機構の解明と制御法開発
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17K16064
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
芦野 滋 京都大学, オープンイノベーション機構, 特定講師 (10507221)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 気管支喘息 / ウイルス感染 / 難治性気管支喘息 |
Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度では、昨年度に続いて、ウイルス感染状態を構築した重症喘息モデルマウスを用いて研究を進めた。今年度は異動に伴って研究試薬、実験動物調達のセットアップ等の諸手続きが必要となり、これまでのデータの再現性実験を中心に研究を進めた。ウイルス核酸成分である、single stranded RNA (ssRNA) および double stranded RNA (dsRNA) の人工試薬poly I:C (dsRNAを模倣する) または R848 (dsRNAを模倣する) を投与した際、dsRNAによる気道炎症が喘息症状の増悪を誘導していることが確認された。すなわち、dsRNAの受容体である toll-like receptor (TLR3) を介した経路が病態悪化に関係することが示唆され、一方で ssRNA の受容体である TLR7を介した経路は関与しないことも推察された。 ウイルス感染状態のマウスの肺組織においては、R848よりもpolyI:Cを投与した場合の方が、樹状細胞やマクロファージの細胞表面上に神経ペプチド受容体NK2R が発現することが確認された。肺内サイトカインを解析したところ、IL-4, 5, 13, IFN-g, IL-17などの産生レベルが増大する傾向にあり、現在はどのサイトカインに依存してNK2R発現が促進するのか解析を進めているところである。ヒトの重症喘息で有意に高産生されるTSLP, IL-25, IL-33も、本研究の病態モデルで検出されているため、産生源と考えられる気道上皮細胞の活性化とNK2R発現樹状細胞やマクロファージの関連性についても追究している。 さらに、喘息病態の難治化を示すステロイド代謝酵素の遺伝子発現の増大も確認されており、この代謝酵素のサイトカイン依存性、発現細胞の同定を試み、治療標的の確率を目指していく。
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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
ウイルス核酸成分dsRNAが、肺内サイトカイン(IL-4, 5, 13, IFN-g, IL-17) の産生レベルを向上させているとともに、気道過敏性の亢進、炎症細胞の肺への浸潤パターンを変化させ、喘息重症化を促している。 このことは、別の研究で、実際にウイルス感染喘息モデルマウスを作製した際に、dsRNAの受容体TLR3を欠損したマウスで、これらの病態の重症化が回避されたことからも TLR3経路が重症喘息を制御する上で重要な治療標的になる可能性があると考えられた。 また、このdsRNA人工試薬を肺内に投与することで、肺組織内でステロイド代謝酵素のmRNA発現が誘導されることを見出しており、肺内サイトカイン産生パターンと難治性を示すステロイド抵抗性の関連があるかどうか解析を進めている。さらに、NK2R発現免疫細胞(樹状細胞あるいはマクロファージ)が、ステロイド抵抗性にも関与するかどうかの検討についても並行して実験を行っている。
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Strategy for Future Research Activity |
ウイルス成分 (dsRNA) を模倣した人工試薬poly I:C を用いた重症喘息モデルにおいて、NK2Rが発現する樹状細胞あるいはマクロファージの出現が認められること、種々のサイトカイン産生レベルが上昇していること、ステロイド代謝酵素発現が誘導されて難治化している可能性があること、等の知見から、dsRNA刺激による喘息重症化メカニズムがどのように成立したのかを解明していく予定である。 上述したように、別の研究課題において、実際にウイルス感染を行った重症喘息モデルにおいて、dsRNAが関与する TLR3経路が重要な治療ターゲットになる可能性も見出され、その経路における病態増悪の責任分子群を想定することを進めていく予定である。
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Causes of Carryover |
令和3年度は、異動に伴い、研究課題のセットアップや実験設備の調整を行ったため、実験量が膨大になることがなかった。さらに、研究環境の変化により、実験を継続する消耗品費等が低額で進めることができ、共同研究機器を完備させた体制が周囲に確立されていたため、外部へ委託する費用の軽減も関係した。 令和4年度は、新たにin vivo モデルの解析を推進するため、遺伝子改変マウスの維持費、ウイルス関連試薬の購入費がさらに生じると予想され増額される見込みであるため、それらの研究経費に充当する予定である。
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