咽喉頭気管粘膜疾患と細胞外シグナル調節キナーゼ（ERK）のメカニズムの解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K18782
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 木村 朱里 北里大学, 医学部, 助教 (40623137)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ERK / 細胞外シグナル調節キナーゼ / 気管狭窄

Outline of Annual Research Achievements

【研究目的】
気管狭窄・瘢痕声帯は外科手術を施行しても難治性・再発性の疾患であり治療に難渋することが多い。今回、気管・咽喉頭の創傷治癒過程におけるExtracellular signal-regulated kinase 細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK) のメカニズムの解明を目的とし本研究を行っている。ERK は遺伝子発現の調整、分裂などに関与するとされる細胞内シグナルである。今回の目的と実績概要を以下にまとめる。①マウス気管瘢痕狭窄モデルの作成、②熱傷気管におけるERKの経時的変化、機序の解明、③ERK上流に位置するMEKに対する阻害剤投与を用いた治療効果の検討

【研究実績】
①動物モデルの作成：本研究においては安定した瘢痕形成モデルが必要不可欠であり、下記作成方法とした。マウスの気管切開後に気管切開孔から電気メスにて気管前壁を焼灼した。ERK発現の程度を経時的に観察するため擦過後5分、30分、90分、7日後に気管の摘出を行った。摘出検体の組織学的評価を行い、コントロールと比較して焼灼群では焼灼7日後に有意に気管瘢痕狭窄を認めることを確認した。②ERK発現の検討：正常、熱傷モデル各々の損傷気管を採取し組織学的評価・リン酸化ERK1/2抗体を用いた免疫染色、Western blotを行い、正常組織と比較して焼灼群では熱傷後早期からリン酸化ERKが上昇することを確認した。③MEK阻害剤を投与したモデルにおいては、阻害剤非投与群と比較して焼灼7日後に有意に狭窄率が低下していることを確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまで小動物でのモデル作成は困難とされてきた気管瘢痕狭窄モデルをマウスで作成することが出来た。これを用いることで今後、ERKを題材とした瘢痕予防・治療効果の検討をスムーズに行うことが可能と考える。またノックアウトモデルを用いた研究も可能となる。

Strategy for Future Research Activity

ERKノックアウトマウスによる創傷治癒・瘢痕形成の検討：
ERK1または2の関与を詳細に調べる目的で、野生型とERK KOマウスにおける創傷治癒・瘢痕形成への影響を検討する。正常マウス、ERK1KOマウス、部位特異的ERK2KOマウス(ERK2(-/-)マウスは胎生致死となるため本研究では用いない)を各々を比較し、ERK1、2 の役割を明らかにする。
またこれまで得られた結果から、ERK発現を調節する薬剤や遺伝子治療などによる瘢痕形成抑制、正常粘膜再生促進効果などの治療効果を検討する。

Causes of Carryover

予定されていた年度末の学会が延期となったため、今年度分の残金が発生した。
使用計画として、翌年度の動物飼育管理費、学会参加費、論文経費に充てる予定である。