特発性肺線維症における核膜恒常性破綻の関与について

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K16123
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 伊藤 三郎 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (30865291)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 特発性肺線維症 / 核膜 / 核膜傷害

Outline of Annual Research Achievements

特発性肺線維症は慢性進行性の肺線維化をきたす予後不良な疾患である。細胞核を覆う核膜は遺伝情報などの核内容物を外部から保護するだけでなく、核膜孔を介した核-細胞質輸送による転写因子の局在制御、核膜とヒストン蛋白との直接的な結合によるクロマチン制御による転写調節、メカノセンシングと呼ばれる外的な物理刺激に対するシグナル応答、テロメア保護などの様々な役割を持つ。IPFにおいて核膜恒常性の破綻が病態へおよぼす影響について検証した。末梢肺組織から肺線維芽細胞を分離培養し、肺線維芽細胞の筋線維芽細胞分化を線維化モデルとして使用した。核膜傷害を誘導する刺激 として過酸化水素とタバコ煙抽出液を用いた。過酸化水素やタバコ抽出液により肺線維芽細胞の核膜の変形が認められた。核膜構成成分のlamin B1をsiRNAによりノックダウンし、その際の核膜への影響も検討した。lamin B1ノックダウン時の核膜変形はコントロール群に比べ顕著であった。また過酸化水素やタバコ煙抽出液刺激により肺線維芽細胞に筋線維芽細胞分化が誘導されwestern blottingによる評価でα-SMA、type I collagen、fibronectinの発現は上昇したが、lamin B1ノックダウン時にはこれらのタンパク質の発現はさらに強く認められ、筋線維芽細胞分化が強く誘導された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

lamin B1ノックダウン時の核膜変形および筋線維芽細胞分化誘導は、過酸化水素やタバコ煙抽出液による刺激時には増悪を認めた。一方、陽性コントロールとして想定していたTGF-β刺激時においてlamin B1ノックダウンは筋線維芽細胞分化誘導を抑制した。これは核膜傷害により核膜恒常性の低下が認められる一方、メカノセンシング機構による圧負荷に対する線維化病態におけるポジティブフィードバックが阻害された可能性が考えられた。当初想定していたよりも、外的刺激に対する核膜の司る細胞応答は複雑であることが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

当初想定していたよりも、外的刺激に対する核膜の司る細胞応答は複雑であることが考えられた。すなわち、核膜恒常性の維持は正常な細胞環境下では保護的に働くが、線維化病態のような持続的な圧負荷がかかる異常な細胞環境下ではむしろ増悪因子として働くことが考えられる。そこで、今後はin vitroにおいては機械刺激を与える培養環境下での評価を検討している。また当初の予定通りin vivoでの核膜恒常性の効果を肺線維症モデルで検討するべく実験を進めていく方針である。

Causes of Carryover

端数の影響。