2020 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of therapeutic basis for allergic diseases targeting P2X4 receptor of mast cells
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19K07328
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| Research Institution | Takasaki University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
松岡 功 高崎健康福祉大学, 薬学部, 教授 (10145633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 政明 高崎健康福祉大学, 薬学部, 講師 (30438759)
吉田 一貴 高崎健康福祉大学, 薬学部, 助教 (70803154)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ATP / P2X4受容体 / マスト細胞 / 脱顆粒反応 / アレルギー反応 / イオンチャネル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、マウス骨髄由来マスト細胞を用いた研究で、細胞外ATP によるP2X4受容体シグナルがアレルギー疾患の調節因子として重要な役割を果たす事を見出し、その作用が従来知られていない機序で発現する可能性を認めた。本年度は、野生型マウスと、P2X4受容体ノックアウトマウスをから得たマスト細胞を用いて、その分子機構を解析した。P2X4受容体はイオンチャネル型受容体で、細胞内へのCa2+流入を促進して効果を表すと考えられているが、ATPの抗原による脱顆粒増強作用は、P2X4受容体チャネルをCu2+で阻害したり、膜電位の変化が生じない条件下でも影響されず認められた。一方、抗原刺激のシグナル伝達に必須のSykチロシンキナーゼのリン酸化は、ATP単独では全く変化しないが、少量の抗原によるSykのリン酸化は著しく更新し、脱顆粒反応の増強に関係すると考えられた。そして、この抗原によるSykのリン酸化の亢進はP2X4ノックアウトマウスから調製したマスト細胞では顕著ではなくP2X4受容体を介する反応であることを確認した。興味深いことに細胞外のCa2+をキレートして受容体チャネルからCa2+流入が生じない条件下にしてもATPは抗原によるSykのリン酸化を亢進させた。以上の結果から、P2X4受容体の効果は、イオンチャネル活性と独立した反応である可能性が示唆された。また、抗原感作によるアレルギー反応の動物モデルでは、野生型マウスの反応に比べ、P2X4受容体ノックアウトマウスでは抗原刺激に対する応答が有意に低下していることを見出した。以上の結果は、論文にまとめて報告した。さらに、新規に合成されたP２X4受容体阻害薬が、抗原感作によるアレルギー反応の動物モデルの症状を有意に緩和することを見出し、抗アレルギー薬としての特許の申請を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マウス骨髄由来細胞を用いた実験およびP2X4受容体ノックアウトマウスを用いた生体でのアレルギー反応を指標とした実験では、当初の計画通りの研究成果を得ることが出来たが、ヒトiPS細胞からのマスト細胞の調整は今年度も進展しなかった。iPS細胞のロットを変更し、培養条件を変更しても機能的なマスト細胞を得る事が出来ず、ヒトCD34陽性骨髄由来造血幹細胞を用いてマスト細胞への分化誘導を試みたが、まだ明確な結果が得られていない。この実験は本研究課題の重要な部分なので、他の施設との共同研究推進を含め、次年度も推進していきたい。一方、これまでに検討してきた急性アレルギーに関与する脱顆粒反応に加え、慢性炎症反応に関与するサイトカインの産生を指標にした研究では進展が認められた。すなわち、ATPは、抗原やPGE2刺激によるマスト細胞のサイトカイン産生を著しく増強し、P2X4受容体ノックアウトマウスを用いた実験から、このATPの作用もP2X4受容体を介する反応であることが判明した。サイトカインの産生と関連するアレルギー性炎症疾患モデルを用いて、慢性炎症性疾患におけるP2X4受容体の役割を検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒトマスト細胞の調整を継続して行う。また、ヒトP2X4受容体を発現するマスト細胞株を作成し、ヒトでもP2X4受容体シグナルがマスト細胞の活性化に関与するかを明確にしたい。この細胞の確立は、P2X4受容体シグナルのマスト細胞活性化を評価するシステムの構築に役立つと考えられ、P2X4受容体阻害作用を持つ薬物の薬効評価に応用したいと考えている。また、P2X4受容体は神経系や血管内皮細胞、肺胞上皮細胞などでも豊富に発現していることから、様々な刺激に対する多様な細胞および組織において、刺激に対する炎症性サイトカインの産生に影響していないか、幅広く検討したい。この研究で得られた結果をもとに、動物モデルで慢性炎症性疾患におけるP2X4受容体シグナルの役割を検証する。同時にP2X4受容体阻害薬の効果を検証し、P2X4受容体シグナルを標的にした治療戦略の基礎を確立させたい。
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| Causes of Carryover |
予定していた学会がオンライン開催となり、旅費が不要になったため。次年度に学会がオンサイトで実施される場合に使用する。
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