2022 Fiscal Year Research-status Report
Viral nucleic acid components-based mechanisms of RSV-induced asthma exacerbation and the strategy for controlling the pathogensis
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21K08168
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
芦野 滋 京都大学, オープンイノベーション機構, 特定講師 (10507221)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 気管支喘息 / ウイルス感染 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度に引き続き、RSウイルス感染によって誘導される喘息の急性増悪モデルマウスの構築を試み、気道過敏性、気道炎症を解析した。RSウイルスを気管支喘息マウスの肺内に投与することで、喘息の症状の一つである気道過敏性が亢進されることを確認した。
また、肺組織では、免疫細胞である2型ヘルパーT (Th2) 細胞および2型自然リンパ球 (ILC2) の活性化が誘導されていることを確認した。しかしながら、それらTh2やILC2 の数的変動は軽微な傾向があるため、ウイルス感染後、経時的に肺組織内の免疫細胞群の経時変化を解析していく必要がある。
また、別研究課題で、ウイルス核酸成分である double stranded RNA (dsRNA) の人工試薬を投与した際、dsRNA刺激に依存した喘息症状の増悪が確認され、dsRNAの受容体である toll-like receptor (TLR3) を介した経路が病態悪化に関係することが想定された。そこで、令和4年度は、TLR3 KOマウスの導入を行い、RSウイルスによる喘息症状の悪化が宿主細胞内のdsRNA刺激シグナルに依存しているという検証を進めた結果、一部 TLR3に依存する経路があるとわかった。
さらに、RSウイルス感染状態のマウス肺内では、TSLP, IL-25, IL-33も検出され、気道上皮細胞の活性化あるいは細胞死が誘導されていることが推察され、気道上皮細胞とTh2やILC2といった免疫細胞群の相互作用も予想され、現在その評価系を構築中である。
本年度では、動物飼育環境が変更になったことで生じた性差を含めたアレルゲン感受性やRSウイルス反応性、またRSウイルスのbatch差など、苦慮した点が生じた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
RSウイルス感染によって、気道過敏性を上昇させた際、肺組織内の Th2細胞およびILC2の活性化とともに、pro-allergic protein (TSLP, IL-25, IL-33)の産生レベルが上昇することがわかり、TLR3経路に一部依存する現象であることがわかった。
別の研究課題で、ウイルス核酸成分の一つであるdsRNAを喘息マウスに投与した際にも気道過敏性が亢進し、それらのサイトカイン発現が上昇することを明らかにしているため、ウイルス核酸成分のdsRNAが喘息増悪に寄与する可能性を考えている。
動物施設変更とともに新規に増幅・調製したウイルスを用いたが、喘息増悪反応が惹起される日数にバラツキがみられたことから、ウイルス感染後の肺内免疫反応の経時変化の再確認と、RSウイルスのtitrationの再アッセイが必要であるが、大幅な研究計画変更にはなっていない。
今後、これらの確認作業とともに、TLR3発現細胞の気道上皮細胞あるいは免疫細胞群との相互作用について解析を続けていく予定であり、おおむねの研究目的を遂行可能であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
RSウイルスを感染させることで確立される気管支喘息増悪モデルにおいて、呼吸機能の低下を示す気道過敏性が悪化したことに伴い、一部TLR3依存的な経路を介してTh2細胞およびILC2の活性化が認められた。炎症性サイトカイン発現も変化しており、気道上皮細胞と免疫細胞群の相互作用が予想される。
TLR3発現細胞がどのような細胞種であるかを精査するとともに、気道上皮細胞由来のサイトカインレベルが上昇している結果から、気道上皮細胞と免疫細胞群の相互作用に着目して、RSウイルス感染誘導性の気管支喘息増悪メカニズムの解明を目指す。また、RSウウイルスは1本鎖RNAウイルスであるため、TLR7の関与の有無についても検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
令和4年度は、遺伝子改変マウスの個体復元を行ったあと、自家繁殖の実施およびウイルス培地の購入等々、比較的実験資材を確保するための作業を進めたため、大掛かりな実験数が少なかった。また、病状などの表現型解析を主に行い、高価な試薬を用いたアッセイが少なかったため、消耗品の購入費用は節約された。また、増悪因子としてよく知られるバイオマーカーの評価に集中したため、遺伝子やタンパク関連の網羅的解析等の外部委託試験を行わなかったことも関係した。
令和5年度は、さらなる病態メカニズム解明のために、様々な細胞評価系、遺伝子評価系などを構築していくため、各種試験のセットアップにかかる経費や、必要に応じて外部委託費に充当していく予定である。
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