細胞内コレステロールを基軸とした炎症慢性化の基盤的研究

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03366
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 早川 清雄 日本医科大学, 医学部, 助教 (00368292)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田村 篤志 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 准教授 (80631150)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 炎症 / マクロファージ / TLR / コレステロール

Outline of Annual Research Achievements

脂質は、効率のよいエネルギー源となるのみならず、ホルモンや細胞膜の材料として必須な因子であると同時に、その代謝異常（脂質異常症）は動脈硬化症・糖尿病・慢性腎臓病などの疾患と密接に関わっていることが明らかとなっている。本課題においては、病態の発症や進展と密接に関連するマクロファージに着目し、マクロファージ内のコレステロールが、TLRs-Myd88経路を介する炎症反応をダイレクトに制御（活性化）するメカニズムの解明を目指している。細胞内に蓄積するコレステロールを、慢性炎症の新たな調節因子と位置づけ、細胞内コレステロールを軸とした炎症誘導メカニズムを理解し、マクロファージの細胞内コレステロールを標的とした動脈硬化治療や予防につなげる基盤的研究を進めた。まず、LPS刺激による炎症応答がコレステロールトランスポーターの阻害剤で炎症応答が増強されたことから、細胞内のコレステロールの排泄を促進する薬剤としてポリロタキサン（PRX）を用いて、炎症応答との関連を解析した。その結果、LPSによって誘導される炎症性サイトカインであるIL6やIL1b mRNA発現が有意に抑制された。次に、PRX処理後の細胞コレステロールをGC-MSで解析した結果、炎症応答に相関して有意に抑制された。さらに、炎症応答の鍵となる転写因子NF-kBの活性化を免疫蛍光染色法で解析すると、NF-kBの核移行が抑制された。これらの結果から、炎症応答に伴い活性化されるサイトカインは、細胞内コレステロールと密接に連携し炎症応答を制御していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究課題では、細胞内コレステロールを炎症応答の調節因子と位置づけ、その基盤的研究を進めている。これまでの解析から、炎症応答と細胞内コレステロールの関係性があきらかになりつつあり、さらにPRXによるコレステロール排泄の実験・解析から、予想された炎症抑制効果が得られた。現在、分子間の会合性に関する解析を進めており、コレステロールを中心としたMyd88の関与を、免疫沈降法やリコンビナントタンパク質を用いて、詳細な解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

これまでの実験結果・計画に基づき、in vitro における実験を中心に解析を進めていくことを計画する。本年度の結果から、マクロファージにおける細胞内コレステロールと炎症応答は、連携して調節されていることが示唆された。そこで、どのような経路に対してコレステロールが関与しているのか、またどのような分子が調節役を担っているのか？という疑問を解決するため、受容体特異的なリガンドを用いることでコレステロールを必要とする炎症誘導経路を検討する。さらに炎症応答に関与する分子を合成siRNAでノックダウンすることで、コレステロールが関与する分子を明らかにすることを目指す。現在、その候補分子としてMyd88に着目し、タンパク質レベルでの解析の予備実験を進めている。最終的には、炎症応答におけるコレステロールの新しい機能性を明らかにすることを目指す。