低温シグナルによる炎症終息の分子実態の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06858
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 杉本 大樹 自治医科大学, 医学部, 助教 (70515866)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 憲彦 自治医科大学, 医学部, 教授 (40422307)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: マクロファージ / STAT6 / マウス / 温度

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、マクロファージにおけるIL4-STAT6-Arg1シグナル系をモデルとして、温度依存的な炎症終息経路(温度依存的NO産生、細胞内代謝調節)の分子実態を明らかにすること、さらに温度依存的NO産生が病態において果たしている役割を明らかにすることを目的とする。前年度までに、低温環境において、IL4刺激時にリン酸化 STAT6とArginase1発現が著明に増加すること、IL4-STAT6-Arg1シグナル系を制御する候補としてE3 ligase Cbl-bに注目し、温度依存的かつSTAT6依存的にCbl-bの発現が変化することを確認した。
本年度は、当初の予定通り「 低温シグナルによる細胞内代謝調節」を明らかにするために、温度可変型細胞代謝解析システムを用いて、低温環境におけるマクロファージ細胞内代謝(ミトコンドリア活性) をリアルタイムに計測した。37℃、31℃、28℃で計測し、31℃や28℃の低温環境によりマクロファージの通常呼吸量、最大呼吸量、プロトンリーク（熱産生）、膜電位等のミトコンドリア活性が低下することを明らかにした。さらに膜電位を低下させるミトコンドリア脱共役剤(Valinomycin、FCCP)をマクロファージに処理しArginase1の遺伝子発現を調べたところ、未処理と比べArginase1の発現量に有意な差はなかった。膜電位の低下はArginase1発現の著明に増加には関与しないことを確認した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究計画のうち、「低温シグナルによる細胞内代謝調節」として低温環境におけるマクロファージ細胞内代謝を測定し、低温におけるミトコンドリア活性の低下を明らかにできた。しかし前年度作成した単球・マクロファ ージ系特異的なCbl-bのノックアウトマウスが繁殖しにくく、IL4刺激時のリン酸化STAT6とArginase1の発現増加を確認ができなかった。

Strategy for Future Research Activity

今年度明らかにした細胞内代謝の変化を、ミトコンドリア脱共役剤に加え、脂肪酸代謝阻害薬(Etomoxir、CPT-1 inh)を用いて介入し、Arginase1とCbl-bの発現を調べ、IL4-STAT6-Arg1系活性化における細胞内代謝の役割を検証する。さらに作成済みの単球・マクロファ ージ系特異的(Lyz2-Creマウス)なCbl-bのノックアウトマウスを用い、 IL4刺激時のリン酸化STAT6とArginase1の発現増加を確認する。

Causes of Carryover

本年度の研究は、マウスの繁殖の遅れで一部実験ができなかったため次年度使用額が生じた。次年度使用額は、遅延した分の実験を行うため物品及び人件費として適切に使用する予定である。