気道に発現するムチン、MUC4は好中球性炎症の重症化を抑制する

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K08163
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 太田 洋充 自治医科大学, 医学部, 講師 (40451562)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 萩原 弘一 自治医科大学, 医学部, 教授 (00240705) ; 海老名 雅仁 東北医科薬科大学, 医学部, 教授 (10280885) ; 椎原 淳 自治医科大学, 医学部, 助教 (20737241)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: びまん性肺胞障害 / MUC4 / 好中球性炎症

Outline of Annual Research Achievements

2021年度は、肺障害の原因となる遺伝子多型の同定をすすめるため、次世代シークエンスを用いて解析を進めている。これまでの解析では、特定の遺伝子配列と重症肺障害の関係に有為な相関関係を証明できていない。原因としては、MUC4遺伝子多型の浸透度が高くないためと推定している。つまり、MUC4の遺伝子変異が直接的に肺障害をきたしているわけでなく、MUC4は通常、肺障害が発生したときに重症化するのを抑制する機能があり、遺伝子変異によって重症化を抑制できなくなるモデルを想定している。
前年までにMUC4の好中球に対する機能を検討するために、肺障害の患者と、健康誠成人のMUC4をクローニングし気気道上皮細胞（BEAS2B）に導入した細胞を作成していた。しかし、その後の検討ではMUC4の遺伝子が大きく欠損していたことが判明した。MUC4は30-40K baseの巨大プラスミドであり複製時に遺伝子の欠損が起こりやすいことが原因として考えられた。そのため、遺伝子を安定させる目的でプラスミドにParABC配列を挿入し再度、発現ベクターを作成し、遺伝子多型毎にはMUC4発現細胞を作成した。
また、好中球エラスターゼのMUC4発現に対する影響を検討するため、ヒト正常気道上皮細胞を培養し、好中球エラスターゼを添加しMUC1、MUC4の発現に対数する影響を検討している。これまでの検討では、MUC1,MUC4は好中球エラスターゼ添加により発現が亢進することが確認された。現在、他のTNFα、IL-6、TGF‐βなどの炎症性サイトカインが気道上皮細胞のムチン、MUC1,MUC4の発現にどのような影響を与えるかも併せて検討している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究開始前までに、遺伝子多型毎のMucin発現細胞を作成していたが、その後の検討で、MUC4の導入ベクターのMUC4遺伝子に大きな欠損が起きていることが発見された。そのため、再度、MUC4発現ベクターの作成からやり直したが、MUC4遺伝子は30-40K塩基と巨大であり、なかなか、MUC4完全長を有したベクターを作成するために時間がかあった。

Strategy for Future Research Activity

2022年度は、作成したMUC4発現細胞を使用して研究を進める。これまでの次世代シークエンスで重症肺障害に関連すると予想される配列が同定されているが、作成した発現ベクターにはこの配列を含むベクターが2つ、配列を含まなベクターが2つ作成されている。そのため、ヒトの好中球を分離し、好中球の機能に対する作用を検討する。MUC4が発現された気道上皮細胞と共培養あるいは、Mucinを精製し機能解析を行う予定である。また、重症肺障害の患者検体を使用し、肺障害時のMUC4　及びMUC1の動態についても解析を行う方針である。