The role of basophils and interstitial macrophages in COPD

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K16137
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: Shibata Sho 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (20897780)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 好塩基球 / COPD / 肺気腫 / IL-3

Outline of Final Research Achievements

The principal investigator focused on IL-3, cigarette smoke extract (CSE) and analysed in an elastase-induced emphysema model, bone marrow-derived basophils (BMBa). Compared to wild-type mice, IL-3-deficient mice showed reduced infiltration of basophils into the lungs and no emphysema formation. In vitro analysis also showed that the presence of IL-3 in the culture supernatant was important for IL-4 secretion by basophils upon elastase or CSE stimulation.
In elastase-induced models, IL-3 was important for basophil infiltration and emphysema formation.In vitro analyses showed that CSE, like porcine pancreatic elastase (PPE) and papain, activated basophils in the presence of IL-3.

Free Research Field

免疫アレルギー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

慢性閉塞性肺疾患はタバコ煙を主とする有害物質を長期に吸入曝露することで生じた肺の炎症性疾患であり、呼吸機能検査で正常に復すことのない気流制限を特徴とする。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。今回新たに好塩基球の浸潤、肺気腫形成にIL-3が重要であることが分かった。