2021 Fiscal Year Research-status Report
Trans-Kingdom RNA Interference Elicited by Thai Traditional Medicinal Plant-derived MicroRNAs for Anti-Inflammation
| Project/Area Number |
19KK0196
|
|---|
| Research Institution | Mie University |
|---|
Principal Investigator |
島岡 要 三重大学, 医学系研究科, 教授 (40281133)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朴 恩正 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (20644587)
高娃 阿栄 三重大学, 医学系研究科, 助教 (50643805)
伊藤 亜紗実 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (80740448)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
|
| Keywords | RNA干渉 / 新型コロナウイルス / 薬用植物 / 腸管免疫 / インテグリン / 炎症性サイトカイン / マイクロRNA |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
タイ国立タマサート大学は大規模な薬用植物園を擁し、正統なタイ薬用植物を用いた伝統的医療の中心である。三重大学はタマサート大学と医学分野の研究と教育面で協力する協定を正式に締結している．代表研究者の島岡は本協定のもとタマサート大学医学部准教授でタイ伝統医療応用科学センター長のItharatと公式に共同研究を行い、複数の大学院生や複数の客員研究員を受け入れトレーニングし、研究成果を論文として発表し、人材育成と国際共同研究ネットワークと研究プロジェクトの基礎を築いてきた.
薬用植物の多くは、タイ伝統的医療上で優れた効能にもかかわらず、薬効成分や作用機序は不明であり、科学的な解明が重要な課題である．植物由来マイクロRNAはエピジェネティックな制御性因子として細胞内で機能するだけでなく、エキソソームに乗って異種細胞にも伝搬し、種を超えた「トランス・キングダムRNA干渉」を誘導し、生体恒常性維持に貢献している可能性が報告されているが、ヒトへの効果は不明である．本研究では「薬用植物エキソソームに含まれるマイクロRNAが、その薬効（特に抗炎症効果）を発揮する重要成分である」という学術的な仮説を検証する．タマサート大学医学部・タイ伝統医療応用研究センター長Itharat准教授との国際共同研究により、タマサート大学薬用植物園で栽培されている希少な薬用植物よりエキソソームを分離し、炎症性腸炎の治療標的である免疫細胞の細胞接着や遊走を制御する効果をもつ植物マイクロRNAを同定する．同定されたマイクロRNAを豊富に含む薬用植物由来エキソソームを、マウス炎症性腸炎モデルに経口または経腸投与し、抗炎症効果を検証する．本国際共同研究を遂行することにより、炎症性腸炎の新規治療法につながる学術的知見を獲得し、薬用植物の作用機序解明の分野で鍵となる重要な人的ネットワークを構築する波及効果も期待される.
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウィルス感染症の拡大により、タイ・タマサート大学現地に出向いて直接実験を行うことができないために、様々な補完的アプローチにより研究を進めている。そして遠隔で共同研究を推進するシステムを構築した。遠隔での研究プロジェクトをディスカッションするための研究ミーティングと、ラインWorksを活用したセキュアでリアルタイムの情報交換を行っている。このアプローチにより効果的に国際共同研究を推進してきた。またタマサート大学より2名の大学院生を三重大学の大学院博士過程に受け入れ、研究を遂行している。このように国際共同研究は概ね順調に実施できる体制ができている。
生姜をモデル植物とし、タイ薬用植物モデルを用いて細胞外小胞を分離する方法を確立した。タイ薬用植物と種属の範疇の大枠ではオーバーラップするものであり、植物マイクロRNAの構造上もモデルとして適切であることをサポートする予備データを獲得している。また哺乳類細胞でインテグリンを介した免疫細胞の接着と遊走のシグナルを制御するマイクロRNA-200を同定している。マイクロRNA-200はインテグリンシグナルの要であるタリンをエピジェネティックに制御することを報告した。そのデータをもとに植物マイクロRNAのうちトランスキングダムRNA干渉により、ヒト細胞の治療標的分子mRNAの発現を抑制すると予測されるマイクロRNAをバイオインフォマティクス解析により複数同定することができた。インテグリンは新型コロナウイルス感染症のウイルス細胞侵入にも関与していることを我々は見出しているので、植物マイクロRNAの標的分子の中には、新型コロナウイルス感染症による急性肺障害の治療に使える可能性のある分子も含まれていることがわかってきた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本国際共同研究の目的は申請時と同様に、タマサート大学の薬用植物のコレクションから、抗炎症活性を発揮するマイクロRNAを同定し、炎症性腸疾患マウスモデルで、その効果を検証することである．「機能的マイクロRNAを含む植物由来エキソソームが、腸管粘膜内標的細胞（腸管上皮細胞、マクロファージ、血管内皮細胞）に作用し、炎症性腸炎標的分子ICAM-1の発現を抑制する」ことを抗炎症作用機序として想定する．さらに炎症性腸疾患に治療効果のある植物由来マイクロRNA同定の過程で獲得するノウハウを生かして、タイ薬用植物より様々な疾患に対して薬効のあるマイクロRNAを同定するための創薬研究システムを構築 し、「トランス・キングダムRNA干渉の治療への応用」や「薬用植物研究」の創薬領域において、国際的課題に応えるグローバル研究を担う若手研究者の養成を目指し、強い人的ネットワークを構築する波及効果を引き起こすことも目的とする。そのために、タマサート大学より受け入れているタイ人大学院生を中心に、新型コロナウィルスの感染収束状況に依存して対面式の共同研究をこれまで通りに推進する予定である。
特に炎症性サイトカインの分泌への影響に加えて、細胞の接着や遊走の制御に関わるメカノトランスダクションを司る分子でもあるインテグリンのアウトサイドイン・シグナルのハブの一つであるフォーカル・アドヒージョン・キナーゼ（FAK)を介したシグナル伝達への影響を探索する。またタイ薬用植物が腸管上皮から吸収される点より、計画していた炎症性腸疾患に焦点をあて、関連する腸粘膜の炎症病変であるがん化学療法による腸管上皮障害を検討する実験システムも構築する予定である。
|
| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの蔓延に伴い、海外渡航ができなかったために、また、研究に使用できる時間やスペースが限定されたために次年度使用額が生じた。
このようにして生じた予算は、海外渡航ができない可能性を考え、タマサート大学とのオンラインでの研究打ち合わせと、すでに日本の研究室に滞在している研究員の協力により適切に使用する。
また研究計画に従い、必要な試薬等を購入し、研究成果の解析や成果の発表に使用する予定である。
|
