IPFと非IPF-ILDとの鑑別に有用なバイオマーカーのスクリーニングと機能解析

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06947
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 岩下 寿秀 浜松医科大学, 医学部, 教授 (00283432)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 目黒 史織 浜松医科大学, 医学部, 助教 (40724290)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 間質性肺疾患 / 特発性肺線維症 / 筋線維芽細胞 / 血清バイオマーカー

Outline of Annual Research Achievements

間質性肺疾患（ILD）は、治療法の観点から特発性肺線維症（IPF）と非IPF-ILDに分類され得るが、IPFと非IPF-ILDとの鑑別診断が困難な場合がある。IPFでは非
IPF-ILDと比較して、myofibroblastから構成されるfibroblastic fociが有意に多いと報告されている。申請者らは、myofibroblastから分泌されたタンパク質
は、IPFと非IPF-ILDとの鑑別に有用な血清バイオマーカーになり得ると考え、マウスブレオマイシン誘発性肺線維症（特発性肺線維症類似モデル）のmyofibroblastと肺の正常fibroblastのgene profilingの比較を行った。その結果、10個の分泌タンパク質の遺伝子発現が、マウス肺線維症のmyofibroblastにおいて有意に増加していた。これらの結果に基づき、IPF、非IPF-ILDおよび健常対照群の血清を使用して、IPFと非IPF-ILDとの鑑別診断に有用な血清バイオマーカーを複数見出すこと、そして、それらのタンパク質の機能解析を行うことが本研究の目的である。
IPF患者群50名、非IPF-ILD患者群42名および健常対照群30名（浜松医科大学附属病院）を対象に、臨床上で汎用されている3つの血清マーカー（Krebs von den Lungen-6 [KL6]、Surfactant protein-D [SP-D]、乳酸脱水素酵素 [LDH]）とGREM1の血清濃度を測定した。血清GREM1はIPF患者群（平均14.4 ng/mL）で有意に高く、次いで、非IPF-ILD患者群（8.8 ng/mL）、健常対照群（1.6 ng/mL）であった。IPF対非IPF-ILDsのROC曲線下面積 (AUC) は0.759（95％信頼区間：0.661～0.857）であり，KL6，SP-DおよびLDHよりも優れていた。GREM1（カットオフ：10.4 ng/mL）の感度は72％、特異度は69％であった（Fig.9）。さらに、GREM1は肺myofibroblastに強く発現することを免疫染色にて明らかにした。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

申請者らはマウス正常肺（normal lung）のfibroblastと、ブレオマイシン誘発性肺線維症のαSMA陽性myofibroblastをFACSで単離し、gene profiling解析（microarray）を行った（Accession No.GSE111043）。そして、クラスタリング解析を行い、myofibroblastに発現するαSMAをコードするActa2の発現パターンと類似している20個の遺伝子を抽出した。その中には、Grem1, Ltbp2, Postn, Hbegf, Birc5, Spp1, Tnc, Thbs4, Col8a1およびInhbaの10個の分泌タンパク質の遺伝子が含まれていたが、Grem1以外のLtbp2, Postn, Hbegf, Birc5, Spp1, Tnc, Thbs4, Col8a1およびInhbaの解析が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

Myofibroblastにおいて有意に発現が増加している、GREM1以外の9種類の分泌タンパク質（LTBP2, POSTN, HBEGF, BIRC5, SPP1, TNC, THBS4, COL8A1および
INHBA）に関して、IPF患者群、非IPF-ILD患者群および健常対照群を対象に、血清濃度を測定し、それらの患者群の間で有意な差が出るかどうかを検討する。8種
類の分泌タンパク質の中に、有望なものがあれば、GREM1と組合せて、IPFと非IPF-ILDの鑑別診断精度を向上させることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] Association between human papillomavirus particle production and the severity of recurrent respiratory papillomatosis (2023)
  • Author(s): Yamada Satoshi、Itoh Toshiya、Ikegami Taro、Imai Atsushi、Mochizuki Daiki、Nakanishi Hiroshi、Ishikawa Ryuji、Kita Junya、Nakamura Yuki、Takizawa Yoshinori、Okamura Jun、Noda Yoshihiro、Iwashita Toshihide、Hariyama Takahiko、Suzuki Mikio、Misawa Kiyoshi、Kawasaki Hideya
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: 5514
  • DOI: 10.1038/s41598-023-32486-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Subacute exposure to bisphenol F diglycidyl-ether induces chronic dermatitis characterized by psoriasis-like skin inflammation in mice. (2023)
  • Author(s): Kitagawa K, Shibata E, Yamamoto M, Harada H, Yoshino K, Iwashita T, Oshima M, Tsuji M
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 28 Pages: 42, 52
  • DOI: 10.1111/gtc.12995.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] hyroid transcription factor-1 expression in rectal adenocarcinoma metastatic to the lung (2023)
  • Author(s): Takanashi Y, Kurachi K, Fujihiro M, Sekihara K, Torii K, Kawase A, Matsubayashi Y, Hayakawa T, Baba S, Sugimura H, Iwashita T, Funai K
  • Journal Title: Respir Med Case Rep Volume: 42 Pages: 101812
  • DOI: 10.1016/j.rmcr.2023.101812.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identifying Active Progeny Virus Particles in Formalin-Fixed, Paraffin-Embedded Sections Using Correlative Light and Scanning Electron Microscopy. (2023)
  • Author(s): Itoh T, Yamada S, Ohta I, Meguro S, Kosugi I, Iwashita T, Itoh H, Kanayama N, Okudela K, Sugimura H, Misawa K, Hariyama T, Kawasaki H.
  • Journal Title: Lab Invest. Volume: 103 Pages: 100020
  • DOI: 10.1016/j.labinv.2022.100020.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pre-administration of a carboxypeptidase inhibitor enhances tPA-induced thrombolysis in mouse microthrombi: Evidence from intravital imaging analysis. (2022)
  • Author(s): Mathews NS, Suzuki Y, Honkura N, Sano H, Iwashita T, Urano T.
  • Journal Title: Thromb Res. Volume: 210 Pages: 78, 86
  • DOI: 10.1016/j.thromres.2021.12.031
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An autopsy case of ovarian mucinous cystic tumor complicated by ovarian abscess and a review of the English literature. (2022)
  • Author(s): Suzuki D, Meguro S, Inagaki K, Hashimoto M, Kawasaki H, Kosugi I, Enomoto Y, Sugiyama M, Fukushima M, Iwashita T.
  • Journal Title: Clin Case Rep Volume: 10 Pages: e6507
  • DOI: 10.1002/ccr3.6507.
  • Peer Reviewed / Open Access