2021 Fiscal Year Research-status Report
3次元・動物モデルを用いた単純疱疹の小水疱形成時におけるデスモグレインの役割解析
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19K08761
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
山本 剛伸 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (50379799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 宏明 川崎医科大学, 医学部, 講師 (60388965) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 単純ヘルペスウイルス / マウス / 小水疱 / エクリン汗腺 / デスモグレイン3 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトの場合、単純ヘルペスウイルス1型(HSV-1)感染により皮膚に小水疱を形成するが、マウスにHSV-1を経皮的に感染させると、接種部位に小水疱を認めず、びらん、潰瘍を形成する。この原因として小水疱の形成はヒトの表皮と同様に、ある程度の重層扁平上皮構造が必要であると仮定し、解析を進めた。
C57BL/6Jマウスを用いて、大腿部にHSV-1を経皮的に接種したところ、接種部にびらんを形成し、重症扁平上皮構造を保つ足底に小水疱を誘導し、エクリン汗腺の発汗量が一時的に減少するヘルペス様皮疹/発汗障害誘導モデルマウスのシステムを構築した。接種部位の皮疹の程度(スコア0-10に細分類)に応じて、足底の皮疹、発汗低下が関連していた。また、接種するウイルス量が同じでも、ストレス負荷により発汗低下が亢進した。つまり、ウイルスの感染だけではなく、宿主の免疫状態と関連して、様々なヘルペス関連症状が惹起されるマウスモデルであることを確認した。しかし、本モデルでは、脊髄後根神経節にHSV-1が感染し、ウイルスの増殖をきたすことを証明したが、再活性化を誘導することはできなかった。
HSVが表皮に感染したあと、小水疱を形成するときに重要な役割を果たしていると想定される表皮細胞間接着構造の一つであるデスモグレイン3（Dsg3）を欠損させたDsg3ノックアウトマウスを用いて、同様のシステムを用いた解析を進めており、HSV-1の効果的な複製のための環境作成とそれを阻止するための小水疱形成のメカニズムの解明を行っている。
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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
本研究は4年間に、in vitroとin vivoによる解析を並行して行い、様々な条件による検討で、2次元と3次元でのデータの相同性を確認する。さらに動物モデルを用いて、デスモグレイン(Dsg)が及ぼす単純ヘルぺスウイルス(HSV)感染の影響を解明する。
in vitroの解析では、ケラチノサイトの培養条件の違いによってHSV-1感染により多核巨細胞の誘導、棘融解細胞を形成することを確認している。さらに、HSV-1感染細胞の形態変化は、HSV-1がケラチノサイトに感染するときに、表皮細胞間接着構造のDsg3とE-カドヘリンの発現分布が劇的に変化し、これが棘融解、多核巨細胞形成に繋がることを確認した。
in vivoによる解析として、C57BL/6Jマウスを用いて、大腿部にHSV-1を経皮的に接種し、足底に小水疱を誘導できるシステムの構築に成功し、足底に存在するエクリン汗腺の発汗量が一時的に減少することを確認した(ヘルペス様皮疹/発汗障害誘導モデルマウス)。現在、Dsg3ノックアウトマウスを用いて、このシステムを応用し、Dsgの役割の解明に取り組んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Dsg3ノックアウトマウス：in vitroにおける研究結果より、Dsgが多核巨細胞形成に何らかの役割を果たしていることが示唆されている。このため、Dsg3ノックアウトマウスを用いて、HSV-1を投与し、皮疹誘導の状態を確認する。
Flaky tailマウス(フィラグリン欠損マウス)：アトピー性皮膚炎ではカポジ水痘様発疹症のようなHSV感染症を併発しやすい。Flaky tailマウスはアトピー性皮膚炎のモデルマウスとして一般に利用されており、このマウスにHSV-1を投与し、足底の皮疹確認、ウイルス増殖の確認を行う。
PILRαノックアウトマウス：急性炎症を負に制御する抑制化ペア型レセプター(PILRα)がHSV gBと会合し、HSV-1のウイルス受容体として細胞への感染に関与する。このPILRαを欠損させたPILRαノックアウトマウスにHSV-1を投与し、足底の皮疹確認、ウイルス増殖の確認を行い、特に感染後の急性炎症を惹起するメカニズムの解析を行う。
これらの解析結果を総合的に判断し、最終的にHSV-1の皮膚感染により、小水疱形成をきたす機序の解明に取り組む。
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| Causes of Carryover |
使用したマウスの数が予定より少なかったため、次年度使用額が生じた。
次年度のマウス購入費用、試薬購入に充当する。
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