2019 Fiscal Year Annual Research Report
血管新生に着眼した肺胞形成・恒常性維持の分子機構の解明と呼吸器病態への応用
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19H03382
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| Research Institution | Kobe Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
江本 憲昭 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (30294218)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 肺胞形成 / エンドセリン / 気管支肺異形成症 / 慢性閉塞性肺疾患 / 肺高血圧症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、出生後に肺胞形成に異常を示すエンドセリン（ET）-2遺伝子改変マウスをツールとして用い、血管内皮細胞と肺胞上皮細胞のクロストークによる肺胞成熟過程に着目して、呼吸の開始が肺胞の組織幹細胞を刺激して組織の再構築を促すメカニズムの解明を目指すとともに気管支肺異形成症の新たな病態を解明することを目的とする。さらに、成体での肺胞構造の維持・再生における血管新生の役割を明らかにすることで慢性閉塞性肺疾患や肺高血圧症の新たな病態メカニズムの理解と新規治療標的の提案を目指す。
まず、iCre-ET-2 RFPマウスを用いたアプローチとして、ET-2が発現した細胞で相同組換えが起こり蛍光タンパク質であるRFPを発現するマウスを共同研究者から入手した。このマウスの出生直後及び成体で高酸素暴露後の肺を摘出し、蛍光顕微鏡でRFPタンパクの発現が対照と比較して著増しているET-2産生細胞を同定した。その結果、血管内皮細胞と気管上皮細胞にET-2が発現していることが明らかとなった。
次に、ET-2をコードするエクソンをloxPで挟み込んだfloxマウスに血管内皮細胞特異的にCreを発現するvascular endothelial cadherin (VEcad)-Cre-Tgマウス、また、肺胞上皮細胞特異的にCreを発現するShh-Cre-Tgマウスと交配し、その肺の表現型を確認し、肺胞成熟に役割を果たすET-2の産生部位を同定することを試みた。その結果、予想外に両系統のマウスとも出生後の肺胞形成は正常であり、血管内皮細胞、気管上皮細胞ともにET-2欠損による肺胞成熟異常の表現型に関与しないことが明らかとなった。
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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
予想外の結果ではあるものの、予定していた遺伝子改変マウスの研究は進捗した。
その結果に基づき新たな仮説を構築することができたため、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
iCre-ET-2 RFPマウスを用いた研究結果で当初予想していた血管内皮細胞もしくは気管上皮細胞に発現するET-2はともに出生後の肺における肺胞形成に関与しないことが明らかとなり、仮説を再構築することになった。
ET-2以外のエンドセリン系を構成するリガンドはET-1とET-3であるが、遺伝子改変マウスを用いた研究でともに神経堤細胞の遊走、分化、成熟に重要な役割を果たしていることが25年以上前に知られている。ET-2遺伝子欠損マウスは出生時は一見正常に見えたため、発生の異常とは考えられていなかったが、ET-2が神経堤細胞の機能に関与している可能性は否定できない。そこで「ET-2とET受容体の相互作用が肺における神経堤細胞由来組織を介して肺胞成熟過程に関与する」という新たな仮説を立て、これを検証することとなった。
今後はET-2と神経堤細胞機能との関係について研究を進める。具体的には、神経堤細胞特異的なプロモーターで蛍光を発現するマウスとET-2遺伝子欠損マウスを交配し、肺における神経堤由来細胞を組織学的に検討する。また、神経堤細胞特異的にETA受容体、ETB受容体を欠損したマウスを作出し、ET-2遺伝子欠損マウスの肺の表現型が再現できるか否かを検証する。
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