急性膵炎に対するChymaseによる病態解明とChymase阻害剤の創薬化研究

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09277
• Research Institution: Osaka Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: 米田 浩二 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (70531896)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 高平 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (70779686) ; 高井 真司 大阪医科薬科大学, 医学研究科, 教授 (80288703)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 急性膵炎 / キマーゼ / キマーゼ阻害薬

Outline of Annual Research Achievements

2022年度は、前年度までに確立できた重症急性膵炎モデルを用いて、キマーゼ阻害薬であるTY-51469がL-アルギニン投与後24時間における生存率を有意に改善できることをRT-PCR法を用いた遺伝子発現量の解析により示すことができた。2023年度は、2022年度の本ハムスター重症急性膵炎モデルの病態とキマーゼとの関連性を病理学的・組織学的に解析することで組織学的に確認することを目的とした。具体的には、6週齢の雄性ハムスターに3.0 mg/kgのL-アルギニンを腹腔内に投与して作製する急性膵炎モデルを用いて、3.0mg/kgのL-アルギニンを注射する前と注射後1、2、8時間後の膵臓の好中球エラスターゼ陽性細胞（好中球）の数（注射前：n＝6、1時間後：n＝6、2時間後：n＝6、8時間後：n＝5）を計測した。結果、組織切片中、キマーゼ陽性細胞は2、4、6、8時間後に増加が、好中球数はL-アルギニン注射1時間後に多い傾向があり、2時間後と8時間後に有意な増加が観察された。トルイジンブルーで染色した組織切片（肥満細胞）および抗キマーゼ抗体で免疫染色した組織切片（キマーゼ陽性細胞）の観察から、コントロール、プラセボ、およびTY-51469を投与したハムスターの組織切片中のキマーゼ陽性細胞の数は、プラセボ投与群よりもTY-51469投与群で有意に少なかった。
L-アルギニン投与後8時間における組織キマーゼ活性についても検討したところ、TY-51469投与群において、プラセボ群と比較し優位にキマーゼ活性が抑制されていることが確認された。
以上のことから組織学的にも、キマーゼ阻害薬であるTY-51469により組織キマーゼが抑制され、キマーゼ活性が抑制されることで炎症関連因子が抑制されることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

2021年度は、L-アルギニン投与によるハムスターの急性膵炎モデルを確立することができた。２種類の濃度のL-アルギニンを用いて、重症急性膵炎モデルを作成した。そのモデルを用いてキマーゼ阻害薬であるTY-51469がL-アルギニン投与後24時間における生存率を有意に改善できることを示した。
2022年度は、本ハムスター急性膵炎モデルの病態とキマーゼとの関連性を解析することを計画した。具体的には、6週齢の雄性ハムスターに3.0 mg/kgのL-アルギニンを腹腔内に投与して作製する急性膵炎モデルを用いて、L-アルギニン投与後12時間の時点で炎症関連因子であるMyeloperoxidase (MPO)、Tumor necrosis factor (TNF)-α、Matrix metalloproteinase (MMP)-9とキマーゼの遺伝子発現量を解析した。その結果、L-アルギニン投与前に比べてこれらすべての遺伝子発現量が有意に増加し、そして、キマーゼの遺伝子発現量とMPO、TNF-α、MMP-9の各遺伝子発現量と極めて強い正の相関を認めることが確認できた（MPO：r=0.958、TNF-α: r=0.977、MMP-9：r=0.987）。これらの炎症関連因子はキマーゼ阻害薬であるTY-51469により抑制されたことより、本モデルの急性膵炎モデルの炎症にはキマーゼが深く関連する可能性が示された。

Strategy for Future Research Activity

2024年度の研究計画は、これまでに研究したTY-51469を用いた急性膵炎に対する治療効果を他の急性膵炎モデルでも再現性のあるものかを検討することである。具体的には、タウロコール酸ナトリウムや胆管結紮モデルなどを用いた検討を予定している。さらに、miRNAや炎症関連因子の網羅的解析装置を用いて、その病態生理の詳細な研究を行う予定である。
また、重症膵炎生存後の慢性膵炎に対する治療効果、再発予防効果についても検討したいと考えている。なぜなら、キマーゼはステロイドと同様に炎症関連因子を抑制的に作用するが、長期的使用によるステロイドのような易感染性などは現在あまり研究されておらず、本モデルにおける急性膵炎後の腹腔内感染に対する影響についての検討が必要と考えられる。

Causes of Carryover

2023年度までにハムスターを用いたL-アルギニン誘導重症急性膵炎モデルに対して、キマーゼ阻害剤であるTY-51469が優位に生存率を改善することを示した。TY-51469が組織キマーゼ活性を抑制することで、炎症関連因子を抑制することが、RT-PCR、組織学的に解析することで明らかとなった。
他の急性膵炎モデルでも同様に起こることを観察すること、詳細な炎症の機序を解明するために、追加での研究を行うため次年度使用額が生じた。
使用計画としては、タウロコール酸ナトリウムや胆管結紮モデルを用いた追加実験やより長期間の観察による変化の観察を行う予定である。