ＩｇＧ４関連疾患における疾患特異的に変動する代謝物群を利用したメタボロミクス解析

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24591459
• Research Institution: Kanazawa Medical University
• Principal Investigator: 岩男 悠 金沢医科大学, 医学部, 助教 (10612244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅原 久範 金沢医科大学, 医学部, 教授 (70247881) ; 河南 崇典 金沢医科大学, 医学部, 講師 (20350762) ; 正木 康史 金沢医科大学, 医学部, 教授 (40238895) ; 田中 真生 金沢医科大学, 医学部, 准教授 (10332719)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: IgG4関連疾患 / メタボロミクス / 脂質メディエーター

Outline of Annual Research Achievements

多施設共同の前方視試験に登録された症例を、IgG4関連疾患診断のアルゴリズムに当てはめ、確定群、擬診群、準確診群、否定群に分けるとともに、疾患、臓器別にカテゴライズを行った。本研究の対照については、性差、年齢差の影響を考慮し、IgG4関連疾患で多くを占める50～60歳代男性とし、治療前、治療後、健常人コントロールの血清それぞれ10例準備し、3群間、n=10例で、治療前・後、患者・健常人間での解析を行った。解析については、メタボロン社のライブラリーに登録された代謝物（分子量約50~1000の糖・アミノ酸・核酸・脂質等）を解析対象とした。解析の結果、IgG4関連疾患群では、起炎性の脂質メディエーターであるアラキドン酸(arachidonate(20:4n6)), 12-HETEが健常人群に比べ、治療前・治療後とも高い値を示した。また、その値は、ステロイド治療後でも、低下しなかった。IgG4関連疾患は、ステロイド治療により症状は著明に改善するが、ステロイド治療を中止すると高率に再発することが知られている。ステロイド治療で症状は改善しても、その根本的な原因は潜在していると考えられる。起炎性の脂質メディエーターが、IgG4関連疾患群で高値を示し、またその値は、ステロイド治療によって変動しないことから、これらの起炎性メディエーターが、IgG4関連疾患の炎症の遷延化に関連することが推察される。炎症の遷延化には、炎症を促進する「起炎性脂質メディエーター」と、炎症の制御に関与する「抗炎症性脂質代謝物」のバランスとその制御が重要な役割を果たしていると考えられている。IgG4関連疾患の炎症の「発生と収束」に関わる脂質メディエーターとそのバランス制御を明らかにするため、IgG4関連疾患特異的に変動する代謝物群、特に炎症の遷延化に関与する脂質メディエーターについて着目した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

IgG4関連疾患患者の治療前後、また、健常人血清を用い、IgG4関連疾患の疾患特異的に変動する代謝物群のパターン解析を行い、疾病により増減するバイオマーカー探索を行った。多価不飽和脂肪酸は、シクロオキシゲナーゼや、リポキシゲナーゼなどの酸化酵素によって活性代謝物に変換され、これらは脂質メディエーターとして様々な生体調節機能を担っている。今回の解析で、IgG4関連疾患では、アラキドン酸や12-HETEといった、いくつかの起炎性メディエーターが、健常人群に比べ高い値を示し、また、ステロイド治療後でも、その値が変動しないことを見いだした。IgG4関連疾患は、ステロイド治療により症状は著明に改善するが、ステロイド治療を中止すると高率に再発することが知られている。ステロイド治療で症状は改善しても、その根本的な原因は潜在していると考えられる。起炎性の脂質メディエーターが、IgG4関連疾患群では高値を示し、ステロイド治療によって変動しない点は、IgG4関連疾患の持続する免疫異常により炎症が遷延するという慢性炎症性疾患の一因とも考えられ、さらなる解析が必要と考えている。また、炎症の遷延化には、炎症を促進する「起炎性脂質メディエーター」と、炎症の制御に関与する「抗炎症性脂質代謝物」のバランスとその制御が重要な役割を果たしていると考えられている。IgG4関連疾患の炎症の「発生と収束」に関わる脂質メディエーターとそのバランス制御を明らかにするため、IgG4関連疾患群で高値を示したアラキドン酸由来の起炎性および抗炎症活性を有する脂質メディエーターの網羅解析を行い、炎症の遷延化に関与する脂質メディエーターを解析し、得られた結果をパスウエイデータベースIngenuity Pathways Analysis (IPA)に落とし込み、転写・代謝プロファイルを作成し、代謝機能による分類を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

IgG4関連疾患は、アレルギー疾患の併発を特徴とし、持続する免疫異常により炎症が遷延するという慢性炎症性疾患である。炎症反応は、外傷や感染症などに対する重要な生体防御系であるが、一方で、局所で発生した炎症は、速やかに収束させなければいけない。この炎症反応の収束・調節の機構が、正常に機能していない状態が慢性炎症と言える。脂質メディエーターには、今回のアラキドン酸由来のエイコサノイドのように起炎性に働くものもあれば、一方で、脂肪酸代謝物には、リポキシン、レゾルビン、プロテクチンなどの強い抗炎症作用を持つものがあり、それぞれが炎症反応の調節にかかわっていると考えられている。IgG4関連疾患の遷延する炎症のメカニズムと、その制御を解析するため、IgG4関連疾患群における脂肪酸代謝系と炎症の制御について、さらなる解析を進める。また、今回、IgG4関連疾患患者群（治療前）・治療後、患者・健常人間での解析を行った。得られたデーターを、パスウエイデータベースIngenuity Pathways Analysis (IPA)に落とし込み、転写・代謝プロファイルを作成し、代謝機能による分類を行う。また、得られた結果について、メタボローム以外の実験による検証とバリデーションを行い、IgG4関連疾患の病因病態につながる因子の解析を行う。

Causes of Carryover

昨年度の解析から、申請者らは、IgG4関連疾患の病因病態には、炎症反応の調節にかかわる脂質メディエーターが、IgG4関連疾患の病態・病因に何らかの関与をしているものと考えている。この脂質メディエーターの解析を進めるには、脂肪酸代謝物を測定する質量分析装置が必要である。そのため、脂肪酸代謝物の解析系を有する理化学研究所総合生命医化学研究センターの有田 誠教授らと共同研究を進めている。設備使用許可は下りているが、先方との調整がつかず、26年度に解析が出来ず、未使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

IgG4関連疾患の炎症の「発生と収束」に関わる脂質メディエーターとそのバランス制御を明らかにする。具体的には、次の3点の解析を中心とする。
1. IgG4関連疾患患者治療前後血清および健常人血清におけるn-6系アラキドン酸由来の脂質メディエーターの網羅解析、2. 抗炎症活性を有する代謝物の網羅解析（アラキドン酸由来のリポキシン、エイコサペンタエン酸（EPA）由来のレゾルビン、DHA由来のプロテクチン）、3.脂質メディエーターと、好中球の浸潤および血管透過性亢進の相関解析
本研究では、IgG4関連疾患における炎症の「発生と収束」に関与する脂肪酸代謝物に着目し、メタボロームの視点から解析を行う。解析については、分子量約50~1000の糖・アミノ酸・核酸・脂質等を解析対象とするが、炎症の制御に関連する脂肪酸代謝物を中心に解析を行う。

Research Products

• [Journal Article] Decreased expression of innate immunity-related genes in peripheral blood mononuclear cells from patients with IgG4-related disease (2015)
  • Author(s): Akio Nakajima, Yasufumi Masaki, Takuji Nakamura, Takafumi Kawanami, Yasuhito Ishigaki, Tsutomu Takegami, Mitsuhiro Kawano, Kazunori Yamada, Norifumi Tsukamoto, Shoko Matsui, Takako Saeki, Kazuichi Okazaki, Terumi Kamisawa, Taiichiro Miyashita, Yoshihiro Yakushijin, Keita Fujikawa, Motohisa Yamamoto, Haruka Iwao, et al.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: - Pages: 印刷中
  • DOI: -
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] CD14+ follicular dendritic cells in lymphoid follicles may play a role in the pathogenesis of IgG4-related disease (2015)
  • Author(s): Tomomi Satoh-Nakamura, Nozomu Kurose, Takafumi Kawanami, Takuji Nakamura, Haruka Iwao-Kawanami, Akio Nakajima, Miyuki Miki, Tomoyuki Sakai, Yoshimasa Fujita, Masao Tanaka, Toshihiro Fukushima, and Yasufumi Masaki
  • Journal Title: Biomedical Research Volume: 36 Pages: 143-153
  • DOI: 10.2220/biomedres.36.143.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] IgG4-related disease:Diagnostic methods and therapeutic strategies in Japan (2014)
  • Author(s): Y.Masaki, H.Shimizu, T.Sato, T.Nakamura, A.Nakajima, H.Iwao, M.Miki, T.Sakai, T.Kawanami, Y.Fujita, M.Tanaka, and T. Fukushima
  • Journal Title: Journal of Clinical and Experimental Hematopathology Volume: 54 Pages: 95-101
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] IgG4関連疾患の診断 (2014)
  • Author(s): 梅原久範, 三木美由貴, 岩男 悠, 中島章夫
  • Journal Title: 神経内科 Volume: 80 Pages: 157-162
  • Peer Reviewed