2018 Fiscal Year Research-status Report
急性心筋梗塞におけるコルヒチンの急性期抗炎症作用と予後及び長期的効果の検討
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17K17956
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
藤末 昂一郎 熊本大学, 医学部附属病院, 助教 (10779151)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 心筋梗塞 / コルヒチン / 炎症 / インフラマソーム / 左室リモデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
心筋梗塞における抗炎症戦略が待望されているが、未だ有効な抗炎症療法は確立していない。冠動脈結紮心筋梗塞マウスモデルを用いた予備実験では、心筋梗 塞後のコルヒチン投与は、心筋梗塞後4週間にわたり生存率、心機能低下を改善し、心不全発症を抑制した。急性期効果としては心筋梗塞領域のサイトカインと NLRP3インフラマソームのmRNA発現の抑制が認められた。これまでの結果からコルヒチンが心筋梗塞後の炎症反応を抑制することが示唆されたが、作用機序の検証が不十分であった。 本研究では、梗塞心筋に集簇する炎症細胞を病理学的に評価を行うと同時に、全身の炎症反応を検証した。心筋梗塞1,3,7日後心筋の病理切片をGr-1(好中球)、F4/80(マクロファージ)で免疫染色し定量評価を行うと共に心筋梗塞部位の好中球ミエロペルオキシダーゼ(MPO)活性を測定した。結果、コルヒチン投与群では対照群と比較し梗塞部位に集簇する好中球数とマクロファージ数が抑制され、MPO活性が抑制されていた。一方、末梢血中の白血球、好中球数とIL-1betaは抑制されなかったことから、コルヒチンは全身ではなく、梗塞部位局所の炎症細胞集簇と活性化を抑制することが示された。続いて心筋梗塞7日後の梗塞領域における細胞外マトリックスのmRNA発現を評価したところ、コルヒチン投与群で有意に発現が抑制されていた。また、心筋病理組織においてMasson-Trichrome染色による瘢痕サイズの計測を行ったところ、瘢痕サイズはコルヒチン投与群で縮小していたことから、コルヒチンは心筋局所 の過剰な炎症反応と細胞外マトリックス発現を抑制することにより、心筋梗塞サイズを縮小させると考えられた。 以上からコルヒチンは梗塞心筋局所の過剰な炎症を抑制し、梗塞サイズを縮小させることにより慢性期にわたって心機能を保持し予後を改善させる可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29-30年度計画において、コルヒチンによるNLRP3活性化制御メカニズムの解明のために、NLRP3ノックアウトマウ スを米国から購入し、繁殖させて用いる予定であった。しかし、熊本地震による復興が遅れ6ヶ月計画遅延することになった。NLRP3阻害薬を用いた実験系に変更したが、平成30年9月の台風による関西国際空港の浸水のため、薬品や実験 キットの流通が滞り、さらに3ヶ月遅延することとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のため研究期間の延長を行なった。今年度中のNLRP3ノックアウトマウスを用いた実験プロトコルの遂行は困難なため、NLRP3阻害薬を使用した実験系に切り替える。NLRP3インフラマソームには薬理学的阻害薬がいくつか報告されており(Front. Pharmacol. 2015;6:262.)、NLRP3インフラマソーム阻害薬を野生型マウスに投与し、薬理学的なNLRP3インフラマソーム阻害モデルでの実験を行う。また、ラット初代培養心筋細胞やマクロファージのcell lineを用い、NLRP3 siRNAで処理した細胞を低酸素条件下でIL-1betaやコルヒチンで処理し、心筋細胞の活動電位の変化や、マクロファージのNLRP3、サイトカイン発現を検討する。
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| Causes of Carryover |
平成29-30年度計画において、コルヒチンによるNLRP3活性化制御メカニズムの解明のために、NLRP3ノックアウトマウ スを米国から購入し、繁殖させて用いる予定であった。しかし、熊本地震による復興が遅れ6ヶ月計画遅延することになった。NLRP3阻害薬を用いた実験系に変更したが、平成30年9月の台風による関西国際空港の浸水のため、薬品や実験 キットの流通が滞り、研究が遅延し予定の計画を完了できなかったため研究期間の延長を行なった。
NLRP3ノックアウトマウスを用いた実験プロトコルを継続することは困難なため、NLRP3阻害薬を使用した実験系に切り替える予定である。研究費はNLRP3インフラマソームの薬理学的阻害薬の購入に当てる。いくつかの薬剤の中からもっとも安定した結果がえられるものを使用する。NLRP3インフラマソーム阻害薬を野生型マウスに投与し、薬理学的なNLRP3インフラマソーム阻害モデルでの実験を行う。また、ラット初代培養心筋細胞やマクロファージのcell lineを用い、NLRP3 siRNAで処理した細胞を低酸素条件下でIL-1betaやコルヒチンで処理し、心筋細胞の活動電位の変化や、マクロファージのNLRP3、サイトカイン発現を検討する予定である。このため、マウスの購入日、炎症性サイトカインのアッセイキット、siRNAの購入、マクロファージの購入に使用する。
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