新たな心筋保護サイトカインIL-22の梗塞後左室リモデリングにおける役割

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K17074
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 野原 正一郎 久留米大学, 医学部, 助教 (20647812)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: IL-22 / 心破裂

Outline of Annual Research Achievements

心筋梗塞(MI)後の左室リモデリングは心機能低下・左室拡大を招く予後規定因子であるが、その制御機構については未だ不明な点が多い。今回、申請者が着目 したインターロイキン22(IL-22)は、これまでに上皮細胞における組織保護作用が明らかとなってるが、非上皮細胞である心筋細胞での報告はほとんどない。 申請者はIL-22が心筋細胞に作用するという独自の知見を有しており、IL-22は心筋保護作用を有するという仮説を立案した。本研究での目的は梗塞後左室リモデ リングの病態におけるIL-22の役割を明らかにすることである。
まず、マウス急性心筋梗塞モデルにおけるIL-22、IL-22関連受容体の発現動態を評価した。野生型(WT)マウスではMI後1日目以降の血中においてIL-22の有意な 上昇は確認できなかったが、MI後2日目以降の心室ではIL-22の発現が上昇していた。また、WTマウス、IL-22KOマウスともにMI後3日目以降の心室でIL-22Ra(IL- 22受容体)発現が上昇していた。 次にWTマウス、IL-22KOマウスに急性心筋梗塞モデルを作成し、表現型について野生型マウスとの比較検証を行った。結果、IL-22KOマウスではWTマウスと比べて有意に生存率が低かった(p<0.01)。さらにIL-22KOマウスではMI後の心破裂発症率が有意に高いことが明らかとなった(p<0.01)。
炎症マーカーの評価を行ったところ、IL-22KOマウスではWTマウスと比較してMI後3日目の心筋でTNF-αの発現が有意に高かった。また心破裂に関連する因子として心室のMMP13の発現評価を行ったところ、IL-22KOマウスで有意に高かった。MI後の心臓でIL-22の発現、及びIL-22受容体の発現が確認され、またIL-22欠損マウスで高率に心破裂を起こすこと、IL-22マウスでは炎症性マーカーの上昇を認めることから、IL-22が何らかの機序でMI後の心臓で保護的に働き、心破裂に抑制的な作用を有していると考える。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

心破裂の機序解明に関して、現在実験、解析を行っている。

Strategy for Future Research Activity

今後、免疫染色を行い、MMP13産生細胞の同定を行う。
また、ウエスタンブロットでMMP13の発現をWTとIL-22KOで比較する。
PCR arrayを用いて梗塞後3日目の心筋において線維化・創傷治癒関連遺伝子発現の比較を梗塞領域、非梗塞領域で行う。

Causes of Carryover

研究の遂行にやや遅れを生じていること、また新たな研究計画を立案し追加実験が必要であったため。
具体的にはウエスタンブロット、及び免疫染色の抗体や試薬購入に使用する予定。

Research Products

• [Presentation] Genetic deletion of IL-22 increased cardiac rupture after myocardial infarction in mice (2019)
  • Author(s): Mai Yamamoto, Shoichiro Nohara, Hideo Yasukawa, Jinya Takahashi, Tomoko Sasaki, Koutatsu Shimozono, Tatsuhiro Shibata, Toshiyuki Yanai, Kouta Okabe, Kazutoshi Mawatari, Yoshihiro Fukumoto
  • Organizer: Europian Society of Cardiology 2019 Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interleukin-22 Deletion Promotes Cardiac Rupture after Acute Myocardial Infarction in Mice (2018)
  • Author(s): Mai. Yamamoto, Shoichiro Nohara, Hideo Yasukawa, Jinya Takahashi, Koutatsu Shimozono, Kazutoshi Mawatari, Takanobu Nagata, Tomoko Sasaki, Tatsuhiro Shibata, Toshiyuki Yanai, Yoshihiro Fukumoto
  • Organizer: Europian Society of Cardiology 2018 Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Lack of Interleukin-22 Increases Cardiac Rupture After Myocardial Infarction in Mice. (2018)
  • Author(s): Mai Yamamoto, Shoichiro Nohara, Hideo Yasukawa, Jinya Takahashi, Tomoko Sasaki, Koutatsu Shimozono, Tatsuhiro Shibata, Toshiyuki Yanai, Kouta Okabe, Kazutoshi Mawatari, Yoshihiro Fukumoto
  • Organizer: American Heart Association Scientific Sessions Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interleukin-22 Deletion Promotes Cardiac Rupture after Acute Myocardial Infarction in Mice (2018)
  • Author(s): Mai Yamamoto, Shoichiro Nohara, Hideo Yasukawa, Jinya Takahashi, Tomoko Sasaki, Koutatsu Shimozono, Tatsuhiro Shibata, Toshiyuki Yanai, Kouta Okabe, Kazutoshi Mawatari, Takanobu Nagata, Yoshihiro Fukumoto
  • Organizer: 第83回 日本循環器学学術集会