2022 Fiscal Year Research-status Report
The role of basophils and interstitial macrophages in COPD
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21K16137
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
柴田 翔 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (20897780)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 好塩基球 / 間質マクロファージ / 慢性閉塞性肺疾患 / COPD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性閉塞性肺疾患(Chronic Obstructive Pulmonary Disease: COPD)はタバコ煙を主とする有害物質を長期に吸入暴露することなどにより生ずる肺疾患であり、呼吸機能検査で気流閉塞を示す。気流閉塞は末梢気道病変と気腫性病変がさまざまな割合で複合的に関与し起こる。研究代表者らはエラスターゼ誘発モデルにおいて間質マクロファージの分泌するマトリックスメタロプロテアーゼ(Matrix metalloproteinase: MMP)-12が気腫形成に関与することを報告した。また、好塩基球由来インターロイキン(Interleukin: IL)-4が単球に作用しMMP-12産生間質マクロファージへの分化を誘導することも明らかにした。しかしながら、好塩基球の肺への浸潤、活性化を促す因子についてはこれまでに明らかではなかった。
令和4年度に研究代表者らはタバコ煙抽出物(Cigarette smoke extract: CSE)を作成し、in vitroでマウス骨髄由来好塩基球(Bone marrow-derived basophils: BMBa)を刺激する系を確立した。マウス骨髄由来の好塩基球培養細胞を用いて、IL-3添加の有無による豚膵臓エラスターゼ(Porcine pancreatic elastase: PPE)、パパイン、CSEに対する反応性を培養上清中のIL-4濃度で評価した。PPE、パパイン、CSEは培養上清中にIL-3を添加することでBMBaを刺激し、IL-4の分泌を促した。PPE、パパイン、CSEを熱処理して酵素活性を失活させると、BMBaは活性化しなかった。野生型由来のBMBa以外にも、MyD88 TRIF欠損マウス、FcRgamma欠損マウス由来のBMBaでも検討を行った。
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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
In vitroにおいてCSEが好塩基球を活性化させ、IL-4を分泌することが確認できたが、マウスにCSEを点鼻投与するモデルではエラスターゼ誘発モデルほど強い炎症は惹起することが難しく、気腫病変の形成も弱い。マウスの麻酔方法やCSEの濃度、1回投与量、投与間隔、投与期間を検討し、気腫病変の形成、細胞浸潤の程度を評価している。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウスの麻酔方法としてはケタミン、キシラジンの腹腔内投与が深麻酔が得られ、点鼻投与した際の薬液の肺内分布が広範囲に及ぶ。CSEは30μLを1日おきに21日間投与して、肺の組織標本を作成して評価する。IL-4欠損マウス、IL-4受容体欠損マウス、好塩基球欠損マウスと野生型マウスを比較することで、CSEを用いたモデルにおいても比較検討を行っていきたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
当該年度は細胞実験が主体であったため、野生型マウスの購入が少なく、支出が少なかった。次年度は遺伝子組み換えマウスと野生型マウスを比較する実験を予定しており、野生型マウスの購入費用やフローサイトメトリーに使用する抗体の購入費用が見込まれる。また、IL-4や好塩基球の病態への関与を解明するため、それぞれの中和抗体の購入費用も見込んでいる。
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