Association between oxidative stress and Type2 inflammation in asthma

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K16117
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 長崎 忠雄 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (40747862)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 喘息 / 酸化ストレス / 2型炎症

Outline of Annual Research Achievements

まず、ex vivoの結果を記す。BAL検体において、酸化型GSH（GSSG）が喘息患者で健常者よりも増加していた。また、細胞内GSHが喘息患者で健常者より減少していた。さらに、BAL検体および細胞内において、GSHとGSSGの比は2型炎症のマーカーである呼気NOと相関していた。
次にin vitroで、ヒト気道上皮細胞に対して2型サイトカインであるIL-13刺激で、細胞外のGSSGが増加し、細胞内GSHが減少することを示した。さらに、IL-13刺激で15LO1、GPX4（GSHペルオキシダーゼ）、シスチン/グルタミン酸のトランスポーターであるSLC7A11のタンパク発現が増加することを示した。
さらに、15LO1を阻害することで、細胞内のGSH/GSSGが増加することを示した。
GSHは3つのペプチドから合成される。GSH産生にあたって、まずはGSHの負のフィードバックで調整されるが、GSHが低下した際にはシステイン依存性となる。そこでSLC7A11をノックダウンすることでGSHを低下させ、GSH-GSSGバランスを酸化状態にし、2型炎症マーカーであるペリオスチン、エオタキシン3、一酸化窒素合成酵素、ムチン5ACタンパク量が増加することを示した。
また、臨床データとの関連として、BALのGSH/GSSGとFEV1が相関し、増悪例はBAL GSH/GSSGが非増悪例に比し低い（酸化状態）であることを示し、細胞内GSH/GSGがFEV1と相関することを示した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

15LO1は細胞内の酸化還元バランスを制御することを示し、さらにGSHが2型炎症、細胞死、喘息コントロールを調整することを示すことで、喘息病態における2型炎症とGSHの密接な関連を示すことができたため。

Strategy for Future Research Activity

GSHを付加することでGSH-GSSGバランスを還元状態にし、2型炎症マーカーがどう変化するかを明らかにし、治療に結び付くかどうかを考える。

Causes of Carryover

コロナ渦で診療業務の増加、物品の滞納などによる研究活動に制限がでた。また、学会参加などが困難であった。