Impact of IL-36 subfamily inducible non-type 2 inflammation on patients with severe asthma

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K08445
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: 杣 知行 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (40307921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永田 真 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (20211443) ; 小林 威仁 埼玉医科大学, 医学部, 准教授 (90618266)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 血清IL-36 / 喀痰IL-36 / 重症喘息 / 呼吸機能 / type1炎症 / 免疫染色

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、IL-1 ファミリーに帰属するIL-36 サブファミリーによる、喘息病態への修飾作用を解明することを目標とし、これまでに、IL-36の気管支喘息の臨床病態形成における寄与に関する検討結果が、集積されてきている。
適格症例数の年齢分布を整えるために症例の追加を行い、血清IL-36の臨床的および免疫反応的検討を進めた。適格基準に合致する症例、気管支喘息：血清検討症例110例、喀痰症例60例、健常者：血清検討症例31例、喀痰症例20名の測定解析を行った。
初期解析と異なる結果となる項目があった。健常人に比較し喘息患者では血清IL-36α、IL-36γ有意に高値を示した。また、血清IL-36αは重症喘息で健常者、非重症者に比較し有意に高値を示し、IL-36γは非重症と重症共に健常者に比較し高値であった。IL-36Rαも重症喘息で健常者に比較し有意に高値を示した。加えて血清IL-36α/IL-36Rαは同様の結果を維持した。血清IL-36RαはFEV1およびFVCと有意な相関性を認めた。血清IL-36サブファミリーはtype1サイトカインと相関した。さらに血清IL-36サブファミリーが高値の喘息症例は喘息コントロールが不安定となり、急性増悪との関連性が示された。
喀痰IL-36の分析では、IL-36αが血清と同様の結果を示し、FEV1およびFVCと有意な逆相関性を認めた。喀痰IL-36は喀痰好中球との相関が認められた。以上の結果から、IL-36は喘息の全身性および気道炎症に関与し、IL-36RαやIL-38とのバランスが喘息では影響することが判明した。またtype1炎症に関連した影響で喘息の不安定さに関与することが臨床的に示された。
本年度は喀痰におけるIL-36サブファミリーの局在性を検討するために、免疫染色をするための基礎的実験を引き続き行った

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

血清IL-36サブファミリーの解析過程で、IL-36β、IL-38が年齢と相関関係にあることが判明した。そのため本年度は健常者の症例を追加し、健常者および喘息患者の年齢分布を調整して血清IL-36を再解析した。その結果IL-36サブファミリーと重症喘息との関連性の精度が高まった。また血清IL-36サブファミリーとType1炎症性サイトカインとの関連性があることを確認した。さらに血清IL-36サブファミリー増加症例が喘息の不安体化、急性増悪のリスク因子となることを見出し、結果の一部を海外学会にて報告した。以上の結果を論文投稿準備中にあり、十分な進捗度と判断している。
喀痰IL-36サブファミリーは気道炎症細胞との関連性を解析し好中球性炎症との関連性を見出した点で研究が進展した。呼吸機能への影響以外に臨床情報との関連性、血清IL-36サブファミリーとの関連性、ほかのサイトカインとの関連性を明確にしていくことなどを進めていく。
本研究では喘息気道におけるIL-36サブファミリー産生細胞の同定を、喀痰検体から明確にすることを試みている。セルブロックによる細胞固定法と同検体の免疫染色にて、健常者に続き、今年度は喘息患者において密な細胞集団でも明瞭な画像を得られることを確認した。一方でIL-36の種類によって様々な細胞に染色されることが判明し、さらなる基礎検討が必要であることも判明した。この方式でさらに研究を進めることが可能となった点で順当な進捗と言えるが、さらなる検討が必要であると判断している。
喘息におけるIL-36のエフェクター機能を検討してすることを目的として、細胞実験を計画しているが、本年度は報告可能な結果を得られていない。次年度は細胞機能への作用の検討を進めていく。
今年度は昨年度の臨床的結果のさらなる進展、免疫染色の予備研究の進展を踏まえ、研究の進展度は概ね良好と判断する

Strategy for Future Research Activity

本年度は、喘息患者における全身性IL-36の臨床的意義を急性増悪とのリスク因子、サイトカインとの関連性を明確にし、海外学会報告を行い、論文化をすることに成功した。
一方本年度はIL-36サブファミリーと喀痰中顆粒球分布との関連性の解析を行っているが、IL-36サブファミリーと喀痰中各種メディエーターとの関連性の検討が不十分であった。次年度は測定を進め解析を完遂させると共に、さらに症例を重ねて結果の検証を進めていく。
次年度も喀痰中IL-36の産生細胞を病理学的に特定することを目的とした免疫染色の検討を進める。喀痰細胞の簡便な標本作成を可能とするセルブロック法による喀痰細胞標本の免疫染色を新規に行っている。喀痰細胞の免疫IL-36の種類によるポジティブコントロールの検証に加え、喘息患者の細胞非特異的染色の影響を除去するための条件決定に更なる検討が必要となっている。次年度はIL-36サブファミリーの細胞免疫染色に関する基礎実験を進め本実験を計画している。
IL-36のエフェクター機能に関しては、末梢血中好酸球や好中球のエフェクター機能に対する修飾を、私たちの研究室の伝統的手法で進めていく。

Causes of Carryover

本年度は血清IL-36の症例調整と臨床的検討の完遂に時間を要した。そのため喀痰IL-36の免疫学的および臨床的検討が十分に行えていない。また喀痰細胞の免疫染色を進めていく過程で、新規標本作成法の症例蓄積と免疫染色の条件策定に時間をかけている。そのため、IL-36の細胞免疫学的検討の検討が不十分となり、予定金額を使用せずに今年度が終了した。
次年度は細胞実験をさらに進めるとともに、論文投稿や学会発表のための費用に研究費をあてていく。

Research Products

• [Journal Article] Successful Treatment of Eosinophilic Granulomatosis With Polyangiitis: A Case of Refractory Peripheral Neuropathy and Comorbid Chronic Progressive Pulmonary Aspergillosis Treated With Mepolizumab (2024)
  • Author(s): Sekiya R, Soma T, Nakagome K, Nagata M.
  • Journal Title: Cureus. Volume: 16 Pages: e52192
  • DOI: 10.7759/cureus.52192.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Simultaneous bilateral spontaneous pneumothorax in a patient with anorexia nervosa (2023)
  • Author(s): Uchida T, Ishizawa K, Yogi S, Katayama K, Sekiya R, Takahara M, Hoshino Y, Nakagome K, Soma T, Nakamura H, Nagata M.
  • Journal Title: Respir Med Case Rep. Volume: 43 Pages: 101841
  • DOI: 10.1016/j.rmcr.2023.101841.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Medical Record Survey after Comprehensive Health Checkup Referral and Its Contribution to the Early Detection of Cancer (2023)
  • Author(s): Yamanouchi Y, Senbonmatsu T, Yamaguchi T, Inoue I, Goto S, Soma T, Maruyama Y, Adachi M, Shinozuka N, Muramatsu T.
  • Journal Title: J Pers Med. Volume: 14 Pages: 39
  • DOI: 10.3390/jpm14010059.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 高齢者喘息に特有の病態生理． (2023)
  • Author(s): 杣知行.
  • Organizer: 第53回日本職業・環境アレルギー学会総会・学術大会．
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 重症喘息コントロールに向けたトータルマネージメントの重要性． (2023)
  • Author(s): 杣知行.
  • Organizer: 第9回日本アレルギー学会関東地方会．
  • Invited
• [Presentation] 喘息におけるアレルゲン免疫療法の臨床的有用性． (2023)
  • Author(s): 杣知行.
  • Organizer: 第4回喘息学会総会学術大会.
  • Invited
• [Presentation] Type2炎症に主眼を置いた重症喘息の治療． (2023)
  • Author(s): 杣知行.
  • Organizer: 第10回日本アレルギー学会関東地方会
  • Invited
• [Presentation] Plasma IL-36 Subfamily Levels Impact On Clinical Manifestations Of Asthma. (2023)
  • Author(s): Hoshino Y, Soma T, Uno T, Ishii R, Katayama K, Iemura H, Naitou E, Uchida T, Sinomiya S, Miyauchi S, Uchida Y, Nakagome K, Nagata M.
  • Organizer: ERS International Congress 2023.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dupilumab May Be Beneficial For Severe Asthma Patients With High FeNO And Low Blood Eosinophil Counts In Real World Observational Study. (2023)
  • Author(s): Uno T, Hoshino Y, Soma T, Ishii R, Katayama K, Iemura H, Naitou E, Uchida T, Sinomiya S, Miyauchi S, Uchida Y, Nakagome K, Nagata M.
  • Organizer: ERS International Congress 2023.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dupilumab May Be Beneficial For Severe Asthma Patients With High FeNO And Low Blood Eosinophil Counts In Real World Observational Study. (2023)
  • Author(s): Hoshino Y, Soma T, Uno T, Ishii R, Katayama K, Iemura H, Naitou E, Uchida T, Sinomiya S, Miyauchi S, Uchida Y, Nakagome K, Nagata M.
  • Organizer: The 32th Congress of Interasma Japan / North Asia Luncheon seminar.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of nicotine on effector functions of eosinophils. (2023)
  • Author(s): Katayama K, Nakagome K, Iemura H, Hoshino Y, Miyauchi S, Uchida Y, Kobayashi T, T Soma T, Nagata M.
  • Organizer: The 32th Congress of Interasma Japan / North Asia Luncheon seminar.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Tenascin-C induces eosinophil adhesion via αMβ2 integrin. (2023)
  • Author(s): Iemura H, Nakagome K, Katayama K, Hoshino Y, Naito E, Miyauchi S, Uchida Y, Noguchi T, Kobayashi T, T Soma T, Nagata M.
  • Organizer: The 32th Congress of Interasma Japan / North Asia Luncheon seminar.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 成人気管支喘息phenotype分類による喀痰中IL-36 familyと臨床像の検討. (2023)
  • Author(s): 星野佑貴, 杣知行, 内田義孝, 朝戸健, 石井玲奈, 宇野達彦, 片山和紀, 家村秀俊, 内田貴裕, 四宮俊, 宮内幸子, 中込一之, 仲村秀俊, 永田真.
  • Organizer: 第63回日本呼吸器学会学術講演会.
• [Presentation] 喀痰炎症細胞比率に基づく気管支喘息phenotype別臨床像と喀痰中IL-36 subfamilyとの関連性の検討. (2023)
  • Author(s): 星野佑貴, 杣知行, 朝戸健, 石井玲奈, 宇野達彦, 片山和紀, 家村秀俊, 内田貴裕, 四宮俊, 内田義孝, 中込一之, 仲村秀俊, 永田真.
  • Organizer: 第72回日本アレルギー学会学術大会.
• [Presentation] 当施設における生物学的製剤が使用された重症喘息の後方視的検討. (2023)
  • Author(s): 石井玲奈, 星野佑貴, 杣知行, 朝戸健, 宇野達彦, 片山和紀, 関谷龍, 内藤恵里佳, 家村秀俊, 宮内幸子, 内田義孝, 中込一之, 仲村秀俊, 永田真.
  • Organizer: 第63回日本呼吸器学会学術講演会.
• [Presentation] 重症喘息患者におけるtype 2バイオマーカー別の増悪頻度の後方視的検討. (2023)
  • Author(s): 宇野達彦, 星野佑貴, 杣知行, 内田義孝, 朝戸健, 石井玲奈, 片山和紀, 家村秀俊, 内田貴裕, 四宮俊, 宮内幸子, 中込一之, 仲村秀俊, 永田真.
  • Organizer: 第63回日本呼吸器学会学術講演会.
• [Presentation] 成人気管支喘息における喀痰中顆粒球比率に基づくフェノタイプの臨床的検討. (2023)
  • Author(s): 宇野達彦, 星野佑貴, 杣知行, 石井玲奈, 片和紀, 関谷 龍, 家村秀俊, 宮内幸子, 内田義孝, 中込一之, 永田真.
  • Organizer: 第72回日本アレルギー学会学術大会.
• [Presentation] 重症喘息におけるFeNO及び末梢血好酸球数に基づいたサブクラス分類のアレルゲン感作の臨床的検討. (2023)
  • Author(s): 朝戸健, 星野佑貴, 杣知行, 石井玲奈, 宇野達彦, 片山和紀, 関谷龍, 家村秀俊, 内藤恵里佳, 宮内幸子, 内田義孝, 中込一之, 永田真.
  • Organizer: 第72回日本アレルギー学会学術大会.
• [Presentation] アレルギー性気道疾患患者のクリ花粉感作に関する実態調査. (2023)
  • Author(s): 内藤恵里佳, 杣知行, 星野佑貴, 石井玲奈, 朝戸健, 宇野達彦, 片山和紀, 関谷龍, 家村秀俊, 宮内幸子, 内田義孝, 中込一之, 永田真.
  • Organizer: 第53回日本職業・環境アレルギー学会総会・学術大会.
• [Presentation] FeNO及び末梢血好酸球数に基づいた重症喘息サブクラスと環境アレルゲン感作の検討. (2023)
  • Author(s): 朝戸健, 星野佑貴, 杣知行, 石井玲奈, 宇野達彦, 片山和紀, 関 龍, 家村秀俊, 内藤恵里佳, 宮内幸子, 内田義孝, 中込一之, 永田真.
  • Organizer: 第53回日本職業・環境アレルギー学会総会・学術大会.