肺線維化におけるIL-9の機能の解明

2022 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, 講師 (40724175)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 肺線維化 / IL-9 / サイトカイン / BEAS2B / マクロファージ

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、2021-2022年度はマクロファージがIL-9の相互作用によって線維化機構に関わるかを検討した。

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。
さらに、肺線維化機構におけるIL-9およびマクロファージの機能を明らかにするため、U937細胞およびTHP-1細胞を用い、シリカおよびIL-4 & IL-13およびLPS & IFN-γ刺激で、マクロファージのM1およびM2分化やCCL17およびCCL26、IL-1β、TNF-α、IL-9等のサイトカイン産生について検討した。
当初の予定として、上記に加えIL-9追加刺激での検討を行う予定であったため、やや遅れていると評価した。

Strategy for Future Research Activity

今後は引き続きCell lineでのIL-9がマクロファージに及ぼす効果の検討を行い、IL-9刺激により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、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

コロナの影響で実験に遅れがでた。今後は引き続きCell lineでのIL-9がマクロファージに及ぼす効果の検討で向線維化因子 (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こと、間質性肺疾患患者の血清IL-9濃度を測定を計画している。