2019 Fiscal Year Research-status Report
Pathophysiological functions of ion channels in the chronic inflammatory and fibrotic disorders
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18KK0218
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
今泉 祐治 名古屋市立大学, 大学院薬学研究科, 教授 (60117794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大矢 進 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (70275147)
山村 寿男 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (80398362)
鈴木 良明 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (80707555)
鬼頭 宏彰 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 助教 (40749181)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2021-03-31
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| Keywords | イオンチャネル / 慢性炎症 / リンパ球 / 軟骨細胞 / マクロファージ / カルシウムシグナル / 線維化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究において、炎症性腸疾患モデルマウスの病態発症・悪化にtwo-pore型K+チャネルK2P5.1の発現・機能亢進による炎症性サイトカイン産生増加が関与することを明らかにした。本年度、炎症誘発性の低酸素環境によるHIF-1αシグナル活性化がTリンパ球K2P5.1の発現亢進に関与することを明らかにした (Endo et al., 2020)。また、これまでの研究において、マウス腹腔マクロファージのサブセット依存的なイオンチャネル発現・活性解析を行った。マウス腹腔マクロファージは、Large peritoneal macrophage （LPM）とSmall peritoneal macrophage（SPM）の二つのサブセットが存在することが報告されていることから、両細胞を分取しイオンチャネル発現解析を行ったところ、SPMにおいて有意にKCa3.1 K+ チャネルが高発現し、細胞機能制御に関与する可能性を明らかにした。SPMは単球から分化した炎症性マクロファージであり、炎症性サイトカイン産生能や細胞遊走能が高く炎症誘導に関与すると考えられている。SPMにおけるKCa3.1 K+チャネルの高発現は細胞内Ca2+シグナルを正に制御することで細胞機能活性化に繋がることが想定される。
変形性関節症（OA）に対するCa2+シグナルの関係を明らかにするため、in vitroのOAモデルとしてIL-1β処置したマウス初代軟骨細胞を用い、OA病変とイオンチャネルの関連を調べた。薬理学的検討からIL-1βがストア作動性Ca2＋チャネルを介した細胞内Ca2＋濃度上昇と、OAマーカー（ADAMTS5やIL-6）発現を担うことが示唆された。また、IL-1βの持続的処置により、電位依存性K+チャネルの発現が低下し、膜脱分極・細胞内Ca2＋濃度上昇が引き起こされ、OAマーカー誘導が増強されることを見出した。
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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
これまでの研究において、炎症性腸疾患モデルマウスの病態発症・悪化にtwo-pore型K+チャネルK2P5.1の発現・機能亢進による炎症性サイトカイン産生増加が関与することを明らかにした。炎症誘発性の低酸素環境によるHIF-1αシグナル活性化がTリンパ球K2P5.1の発現亢進に関与することを明らかにした (Endo et al., 2020)。
変形性関節症（OA）に対してストア作動性Ca2＋チャネルと電位依存性K+チャネルが重要であることを見出した。ヒトのOA病態との整合性や、これらのOAの新規治療標的としての有用性をさらに解析する予定である。
2019年7月～8月に名市大側の代表者 今泉と若手研究者 2名が実際にカルガリー大学を訪問して、今後の長期滞在時の研究テーマについて話し合った。コロナウイルスの感染拡大が収まった段階で、カルガリー大学にて共同研究を開始する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述のように炎症性疾患モデルマウスより貪食能を有する免疫細胞を回収し、細胞機能に対するイオンチャネルの病態生理学的役割を検討する。研究を進める上で参考とする情報は、これまで申請者らが行ってきた急性・亜慢性・慢性炎症性腸疾患モデルマウスに対するKCa3.1阻害薬投与実験より得られている。また、新規の炎症性疾患モデルマウスとしてブレオマイシン誘発性肺線維症モデル・敗血症性急性肺傷害モデルを導入し、腹腔マクロファージに加えて、肺組織におけるT細胞・好中球・肺胞マクロファージにおけるイオンチャネル発現・活性について検討する。
これまでマウス初代培養軟骨細胞で得られた知見を、ヒト（健常者とOA患者）由来の軟骨細胞やマウス関節軟骨組織で検証する。ヒト組織については、カルガリー大学Giles教授との共同研究により入手可能であり、カナダ以外の外国も含めた国際共同研究として発展させる予定である。
コロナウイルスの感染拡大が収まった段階で、若手研究者がカルガリー大学にて共同研究を開始する予定である。
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| Causes of Carryover |
カルガリー大学への名古屋市立大学の若手研究者の長期派遣・およびカルガリー大学の研究者の名古屋市立大学への招へいを予定していたが、両方の大学の研究室の都合やコロナウイルスの拡大により、交流が延長されたため。
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