肥満喘息の難治化における時計遺伝子と生体内細菌叢の関わり

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17185
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 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 – 2022-03-31
• Keywords: 気管支喘息 / 肥満 / 時計遺伝子 / CD36

Outline of Annual Research Achievements

気管支喘息の重症化リスクの一つとして肥満があり、肥満合併喘息患者では吸入ステロイド薬の治療効果が減弱することが報告されている。これまでに、腸内細菌叢の変化が生体内の時計遺伝子発現に影響することで肥満の病態に関わることが示されており、また、時計遺伝子が制御するPGC1α、CD36は喘息の病態に関わることも示されている。本研究の目的は、時計遺伝子が生体内の常在細菌叢と複合して肥満喘息の重症化および治療抵抗性に関わっていることを明らかにすることである。
2020年度は、肥満の病態において時計遺伝子との関わりを指摘されているHDAC3、PGC1α、CD36について、ヒト気管支上皮細胞やヒト肺線維芽細胞などの気道構成細胞培養細胞での発現について確認をした。加えて、ヒト気管支上皮細胞培養細胞を用いて、small interfering RNAにてCD36の発現を抑制した細胞株を作成し、これまでに肥満喘息の病態との関わりが指摘されているサイトカインの発現について、control株との比較を行った。また、OVAの感作曝露にて作成した喘息モデルマウスの肺組織を用いて、前述の時計遺伝子との関わりを指摘されている遺伝子についてnaive群との比較を行ったが、OVA群とnaive群との間で発現に有意な差を認めなかった。肥満マウスを使用して実験を進めるにあたり、従来のOVAやハウスダストマイトによる喘息モデルの他に、肥満喘息における好中球性の気道炎症を再現するためにオゾン曝露による喘息モデルも用いて、解析を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID19の流行により気管支鏡検査が制限され、喘息患者の気道上皮被覆液などの気道検体採取に遅延が生じている。また、COVID19流行期に共同実験室使用が制限されたことによりマウス肺の細菌叢解析に遅延が生じている。

Strategy for Future Research Activity

喘息患者の気道検体採取を進め、重症度毎で気道内の時計遺伝子とその関連遺伝子の発現を確認する。また、肥満マウスを用いてオゾン曝露による喘息モデルを作成し、気道内腸内細菌等の変化および気道内の時計遺伝子関連遺伝子の発現変化について確認をする。喘息患者、喘息モデルでそれぞれ発現変化を認めた遺伝子について、気道構成細胞の培養細胞にてその発現を変化させることで喘息の病態に関わる遺伝子、蛋白の発現に変化が生じるか確認を行う。