肺線維化におけるIL-9の機能の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17228
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: 杉本 直也 帝京大学, 医学部, 助教 (40724175)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肺線維化 / IL-9 / BEAS2B / サイトカイン

Outline of Annual Research Achievements

肺線維化の病態研究に利用されるシリカモデルにおいて、以前我々は慢性進行期の肺線維化におけるIL-9の重要性を明らかにした。IL-9抗体で線維化と、肺局所における様々な液性因子が抑制された。さらに、ヒトIPF検体でも、IL-9陽性マクロファージが増加し、肺胞上皮細胞ではIL-9受容体が高発現していることが示され、ヒトIPFにおいても、IL-9が線維化機構における重要な役割を担っていることが示唆された。しかしながら、肺線維化におけるIL-9の機能の全貌は明らかになっていない。
本研究では、IL-9が肺線維化に及ぼすメカニズムをさらに詳細に明らかにするために、IL-9が肺構築細胞や炎症細胞に及ぼす影響を検討する。
肺線維化には、気道上皮細胞の上皮間葉転換 (Epithelial mesenchymal transition (EMT))の関与が示唆されている。また、上皮細胞は向線維化成長因子の産生源としても重要である。しかしながら、気道上皮細胞のEMTや向線維化因子産生にIL-9が及ぼす影響については報告がない。2020-21年度は、IL-9が気道上皮細胞に及ぼす影響を検討した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

気道上皮細胞であるBEAS-2BをIL-9で刺激し、向線維化因子 (PDGF, IGF, CTGFなど)産生、サイトカイン (IL-33: ILC2活性化因子)産生をmRNAレベルで検討した。また、EMTへの関与を検討するため、vimentinやcadherin mRNA発現を検討した。さらに、再現性の確認を行うため、検体数を増やして2021年度は気道上皮細胞を用いた検討を中心行った。
結果、IL-9が、BEAS-2Bのcadherin, PDGF-AAのmRNA発現を高めることを確認した。また、気道上皮細胞培養、real-time PCRの系は安定して稼働しているが、気道上皮細胞に対するIL-9の効果の用量依存性は現在十分確立していないため、annexin-Vとpropidium iodideを用いて細胞生存への影響も基礎検討として行い、実験の濃度の範囲内ではIL-9による気道上皮細胞死は起こらないことを確認した。
当初の予定として、IL-9の効果をマクロファージまで検討する予定であったため、気道上皮細胞を用いた検討を追加で行ったため、やや遅れていると評価した。

Strategy for Future Research Activity

今後はIL-9がマクロファージに及ぼす効果の検討を行う。Cell line(ヒトマクロファージ)を用い、IL-9で刺激したマクロファージからの向線維化因子 (PDGF, IGF, CTGFなど)や細胞外マトリクス (MMP)産生をmRNA、蛋白レベルで検討する。
また、我々の検討で、ヒトIPF肺のマクロファージがIL-9産生細胞であることが示唆された。IPFにおけるマクロファージからのIL-9産生のトリガーは不明であるが、まずシリカやLPS刺激を加え、IL-9の発現をmRNA, ELISAで検討する。産生を確認できれば、IL-9Rの下流にあるシグナル分子阻害薬を用いて、シグナル経路の検討を行う。
間質性肺疾患患者の血清IL-9濃度を測定し、病型、呼吸機能との相関や、KL-6等との相関を検討し、バイオマーカーとしての有用性を検討することを目標としている。

Causes of Carryover

ヒト気道上皮細胞（BEAS2B）を用いたEMTに関連する因子の検討を行い、mRNA発現の確認実験はできたが、マクロファージを用いたIL-9の作用の検討はまだできておらず、細胞やさらなる遺伝子発現、タンパク定量解析を行う為の試薬や実験器具等の物品費に次年度に使用する予定である。