Elucidation of the pathogenesis of pulmonary fibrosis mediated by dopamine receptors and development of novel therapeutic agents

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K08778
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 川人 豊 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (50336731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 誠宏 京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (20411035) ; 細木 誠之 京都薬科大学, 薬学部, 准教授 (30433254) ; 河野 正孝 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60405256)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肺線維症 / ブレオマイシン / ドーパミン

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、肺の線維化病態でのドーパミンとその受容体の関与に着目し、線維化のメカニズムを解明してその関連分子を明らかにし、肺線維症の治療薬の開発につなげる事である。前年度にマウスのブレオマイシン肺線維症モデルで、ブレオマイシン経気道散布後の肺胞洗浄液（BALF）中ドーパミンが有意に検出され、ドーパミン合成酵素の一つであるAromatic L-amino acid　decarboxylase(AADC)が肺線維組織の気管上皮細胞で豊富に存在し、また、ドーパミン受容体の強い発現(特にDRD1)を確認した。

今年度は、ドーパミン受容体作動物質をスクリーニングするために、培養細胞株を用いたin vitro系のシステム構築をめざした。まず、使用するドーパミン受容体発現培養株の選定を行った。様々な培養細胞株でドーパミン受容体の発現を検討した結果、マウスの線維芽細胞株であるNIH3T3細胞で、免疫染色などの手法でドーパミン受容体の発現を確認した。また、既存の報告と同様に、NIH3T3細胞はTGF-β刺激によりαSMAを発現するMyofibroblastに分化することが明らかにした。そこで、このNIH3T3細胞を持ちいて、cAMPイメージング蛍光（flamindo2）プラスミドをトランスポゾンシステムで遺伝子導入にした。その後、クローニングをしてcAMPの蛍光イメージング可能なNIH3T3細胞を構築した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

NIH3T3細胞にcAMPイメージング蛍光プラスミドのトランスポゾンシステムを導入し、細胞内cAMP活性のライブイメージング技術を用いて、効率よくドーパミン受容体リガンドを探索できるシステムを立ち上げており、研究計画に大きな遅れは生じていない。

Strategy for Future Research Activity

TGF-β刺激によりα-SMAを発現するNIH3T3細胞のcAMP活性の活性化イメージングを用いて、DRDリガンドによるドーパミン受容体の活性化により、myofibroblastへの分化や線維化物質の発現抑制が可能かを検討する。具体的には、すでに分離・精製している天然薬物や薬用食品の植物資源ライブラリーからドーパミン受容体作動候補物質をスクリーニングしていく。次にドーパミン受容体作動候補物質がブレオマイシン肺線維症モデルを抑制可能か検討し、肺線維化抑制の候補物質を絞りこみ、薬品開発への応用につながる知見を積み上げていく。

Causes of Carryover

肺線維症マウスモデルの抑制物質探索実験に必要な従来からあるポジティブコントロールとなる薬剤の入手が物流遅延などの影響で遅れたため、実験の施行時期にずれが生じた。そのため、候補物質と比較するマウスモデルを用いたin vivo研究を次年度に行う事した.