気管支喘息の病態における気道上皮糖鎖修飾の役割についての解析

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08569
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 籾 博晃 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 助教 (90794157)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 博雅 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (30264039) ; 高木 弘一 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任助教 (40707866)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 気管支喘息 / 自然リンパ球 / フコシル化 / 糖鎖 / IL-22

Outline of Annual Research Achievements

気管支喘息にはTh2リンパ球などによる獲得免疫の他に、自然リンパ球による自然免疫の関与が指摘されている。近年、肥満や気道感染により肺におけるマクロファージからのIL-1β産生が促され、肺内での3型リンパ球（ILC3）の発現が亢進することが報告されている。ILC3はIL-22を産生することが示されており、IL-22は腸管上皮細胞においてフコシル化を促進し、上皮の恒常性維持に寄与することが示されている。本研究では、気道上皮において自然リンパ球が誘導するフコシル化を含めた糖鎖修飾が気管支喘息の制御に関与している可能性を明らかにし、難治性気管支喘息の新規治療標的を同定することを目的とする。
2020年度は、ヒト気管支上皮細胞培養細胞を各種グルコシダーゼで処理し、細胞から糖鎖を切り出し、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）にて分析した。喘息の病態における糖鎖構造の変化を確認するため、ヒト気管支上皮細胞にIL-13を加えたところ、一部の糖鎖構造に変化を認めた。IL-22、papainなども同様に培養細胞に加え、糖鎖構造の解析を進めるとともに上皮におけるTSLPやIL-33などの自然免疫に関わるサイトカインの発現についても確認を進めている。また、HDMおよびpapainの経鼻投与による喘息モデルマウスを作成し、気管支洗浄液及び肺組織内のILC3、好酸球の抽出を行った。採取されたILC3の細胞数が少量のため、より効率的な抽出方法を試みている。加えて、喘息モデルマウスより採取した肺組織から糖鎖を切り出し、培養細胞と同様に糖鎖解析を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

COVID19流行により共同実験施設の利用制限があり、MALDI-TOF-MSによる糖鎖解析が遅延している。マウス肺組織よりフローサイトメトリーで抽出されるILC3の細胞数が少なく、より効率的な抽出方法を試みている。

Strategy for Future Research Activity

ヒト気管支上皮細胞の培養細胞およびマウス肺組織より抽出した糖鎖について、MALDI-TOF-MS1解析を行い、喘息の病態で変化する糖鎖の質量数を同定し、糖鎖構造を解析する。喘息モデルマウス肺組織より抽出したILC3におけるIL-22の発現および好酸球におけるIL-22BPの発現を確認する。喘息モデルマウスにIL-22を気道内投与し、気管支上皮の糖鎖構造の変化について確認する。IL-22により確認された糖鎖構造の変化に近似した変化を再現できるグルコシダーゼを気管内投与し、喘息モデルマウスにおける喘息の病態が変化するか確認をする。