The role of eosinophils in cross-talk between neuron and immune system

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K08466
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54020:Connective tissue disease and allergy-related
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: Nagase Hiroyuki 帝京大学, 医学部, 教授 (40365945)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 直也 帝京大学, 医学部, 助教 (40724175) ; 小林 このみ 帝京大学, 医学部, 助手 (70800118)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Eosinophils / Acetylcholine / Asthma / M3 muscarinic receptor

Outline of Final Research Achievements

The involvement of neuro-immune interaction has been postulated in asthma pathogenesis. Acetylcholine (Ach) is a neurotransmitter released by the parasympathetic nervous system that causes contraction of airway smooth muscle. Eosinophils, the central inflammatory cells in asthma, accumulate around nerve endings in the lungs and inhibit the function of the M2 receptor (M2R), which inhibits Ach release. However, the mechanism by which eosinophils accumulate around nerve endings remains unclear, and we hypothesized that Ach may directly activate eosinophils.
Ach induces prolonged survival, modulation of adhesion molecule expression, and migration of human eosinophils, and its function is M3R-dependent and MEK- and PI3K-pathway-dependent. These findings may in part explain mechanisms of the neuro-immune linkage in asthma pathogenesis.

Free Research Field

呼吸器内科学・アレルギー学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

喘息の治療体系は、抗炎症療法と気管支拡張療法に二分される。前者は吸入ステロイド薬が、後者は長時間作用性β2刺激薬と長時間作用性ムスカリン受容体拮抗薬 (LAMA)が担っている。しかし、LAMAは気管支拡張作用のみならず、気道炎症の関与が想定される増悪も抑制することが報告されている。LAMAの作用点は、今回Achによる好酸球活性化の責任受容体と同定されたM3Rであり、LAMAの増悪抑制効果は、部分的に好酸球機能抑制による可能性が想定された。喘息病態には多様性があり、今回の知見は、好酸球性気道炎症を有する患者にLAMAが奏効する可能性を示唆しており、層別化医療の基盤となる知見となる可能性がある。