「ネッツ」の制御による重症患者に対する新しい治療戦略の提案

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25293366
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 田崎 修 長崎大学, 大学病院, 教授 (90346221)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田島 吾郎 長崎大学, 大学病院, 助教 (00437427) ; 山野 修平 長崎大学, 大学病院, 助教 (60570538) ; 嶋津 岳士 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50196474) ; 朝野 和典 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40202204) ; 小倉 裕司 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70301265) ; 松本 直也 大阪大学, 医学部附属病院, 助教 (50359808) ; 入澤 太郎 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (50379202) ; 廣瀬 智也 大阪大学, 医学部附属病院, 助教 (70597509) ; 関 雅文 大阪大学, 医学部附属病院, 講師 (80432970)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: NETs / Sepsis / multiple Organ Failure

Research Abstract

平成25年度は、急性の呼吸器感染を起こした症例においてNeutrophil extracellular traps(NETs)の発現を定量化し、NETsの長さと様々な炎症性メデイエータ―との関連を明らかにした(European Respiratory Journal, Epub ahead of print)。本研究の概要を以下に示す。
ICUに入院し気管挿管された9名の患者から採取された吸引痰を評価した。検体は呼吸器感染発症当日、発症後第1病日、第3－5病日、第6－8病日に定期的に採取した。NETsは、免疫組織化学的手法により可視化し、NETs長はトレーシングソフトウェアを用いて定量化した。NETs長は第1病日に有意に増大した。その後NETs長は減少傾向を示し、第6－8病日には第1病日に比較して有意に短くなった。重回帰分析では、NETs長は第1病日の６つの臨床的指標と相関を示した(白血球数、血小板数、乳酸値、CXC ligand-2、Interleukin-8、プロカルシトニン)。上記の結果は、NETsが呼吸器感染の進行を反映する可能性があること、そして吸引痰のNETsの定量化は炎症の新しい指標になりうることを示している。
また、我々は重症病態(外傷、感染症、心停止後、中毒、心疾患、脳梗塞、熱中症等)における血液中のNETs、およびNETs形成過程の一つと考えられているヒストンのシトルリン化(Cit-H3)の発現を評価した。入院時に挿管された49例中、NETsを5名、Cit-H3を11名に認めた。統計解析によりNETsやCit-H3の発現は、誤嚥と有意な関連があることが明らかとなった。このことは、NETsが生体侵襲に対する防御機構として働いていることを示唆している。しかし、一方でNETsはその過剰発現により多臓器不全との関連も示唆されるようになった。NETsは敗血症に対し血栓形成を誘導することで、感染の拡大を防ぐ一方、虚血や過剰な炎症を惹起することにより臓器不全の誘引になるという仮説である。我々は今後NETsと臓器不全との関連を研究する必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

NETsと重症病態との関連を研究する中で、NETsが感染制御に不可欠な防御機構であるだけでなく、多臓器不全も引き起こす可能性があることが推測され始めた。また、臓器不全を起こすか否かは、NETsの反応性(個人差)も考慮すべきであることが判明しつつある。従って、NETsと多臓器不全への進行との関連をさらに解明する必要があり、それが明らかになってはじめて治療法の提案が可能となる。このため、平成25年度に予定していた「培養系により、NETs誘導因子や抑制因子を明らかにする研究」、「高度侵襲あるいは、感染症の動物モデルを用いてNETs制御による予後の改善効果を検証する研究」に着手することができなかった。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度はNETs発現の個人差と重症病態進行の関連をさらに研究する。また、NETsが治療の標的となりえないことも考慮して、NETsと並んで新規炎症起動システムとして近年我々が着目しているインフラマソームについての研究を開始し、新たな治療法の可能性を探求する。
平成26年度は、「重症病態患者におけるNETs発現の応答性の評価」、「Two photon fluorescence microscopyを用いたin vivo イメージング手法の確立」、および「マウス敗血症モデルにおけるインフラマソーム活性化の評価」に研究費を使用する。In vivoイメージングは生体内でのNETs放出をリアルタイムに観察することを目的としており、これが確立すればNETs調整機構に関わる薬剤の探索も可能となる。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

NETsと重症病態との関連を研究する中で、NETsが感染制御に不可欠な防御機構であるだけでなく、多臓器不全も引き起こす可能性があることが推測され始めた。また、臓器不全を起こすか否かは、NETsの反応性(個人差)も考慮すべきであることが判明しつつある。従って、NETsと多臓器不全への進行との関連をさらに解明する必要があり、それが明らかになってはじめて治療法の提案が可能となる。このため、平成25年度に予定していた「培養系により、NETs誘導因子や抑制因子を明らかにする研究」、「高度侵襲あるいは、感染症の動物モデルを用いてNETs制御による予後の改善効果を検証する研究」に着手することができなかった。
平成26年度はNETs発現の個人差と重症病態進行の関連をさらに研究する。また、NETsと並んで新規炎症起動システムとして近年我々が着目しているインフラマソームについての研究を行い、新たな治療法の可能性を探求する。
具体的には、「重症病態患者におけるNETs発現の応答性の評価」、「Two photon fluorescence microscopyを用いたin vivo イメージング手法の確立」、および「マウス敗血症モデルにおけるインフラマソームの活性化の評価」に研究費を使用する予定である。In vivo イメージングは生体内でのNETs放出をリアルタイムに観察することを目的としており、これが確立すればNETs調整機構に関わる薬剤の探索も可能となる。また、敗血症モデルにおけるインフラマソームの変化を解明できれば、その制御により敗血症に対する新しい治療法の開発が可能となる。

Research Products

• [Journal Article] Neutrophil extracellular traps in bronchial aspirates: a quantitative analysis. (2014)
  • Author(s): Hamaguchi S, Hirose T, Matsumoto N, Akeda Y, Irisawa T, Seki M, Hosotsubo H, Yamamoto K, Tasaki O, Oishi K, Shimazu T, Tomono K
  • Journal Title: European Respiratory Journal Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1183/09031936.00139813
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 重症病態におけるNETs(Neutrophil Extracellular Traps) (2013)
  • Author(s): 廣瀬 智也，濱口 重人，松本 直也，竹川 良介、山本 倫久、小島 将裕，入澤太郎，関 雅文，田崎 修，山本 紘司，小倉 裕司，朝野 和典，嶋津 岳士
  • Journal Title: Shock Volume: 28 Pages: 55-60
• [Presentation] Neutrophil Extracellular Traps under critical condition (2014)
  • Author(s): Hamaguchi S, Hirose T, Seki M, Matsumoto N, Akeda Y, Yamamoto N, Tasaki O, Shimazu T, Tomono K
  • Organizer: 第91回日本生理学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島市)
  • Year and Date: 20140318-20140318
• [Presentation] 敗血症・重症感染症の生存率向上に向けた研究と取り組み 重症患者における血液中のNETs(Neutrophil Extracellular Traps)とシトルリン化ヒストンH3 (2013)
  • Author(s): 廣瀬 智也, 濱口 重人, 松本 直也, 入澤 太郎, 竹川 良介, 山本 倫久, 関 雅文, 山本 紘司, 田崎 修, 朝野 和典, 嶋津 岳士
  • Organizer: 第41回日本救急医学会総会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム(東京都千代田区)
  • Year and Date: 20131022-20131022
• [Presentation] Neutrophil extracellular traps in acute respiratory infection: a quantitative analysis in sputum. (2013)
  • Author(s): Hamaguchi S, Hirose T, Seki M, Matsumoto N, Akeda Y, Irisawa T, Hosotsubo H, Yamamoto K, Tasaki O, Shimazu T, Tomono K
  • Organizer: the 109th International Conference of the American Thoracic Society
  • Place of Presentation: Pennsylvania Convention Center(Philadelphia, USA)
  • Year and Date: 20130520-20130520
• [Presentation] ショック領域のトランスレーショナル・リサーチ 重症病態におけるNETs(Neutrophil Extracellular Traps) (2013)
  • Author(s): 廣瀬 智也, 濱口 重人, 松本 直也, 竹川 良介, 山本 倫久, 入澤 太郎, 関 雅文, 田崎 修, 山本 紘司, 朝野 和典, 嶋津 岳士
  • Organizer: 第28回日本Shock学会総会
  • Place of Presentation: 北里大学薬学部コンベンションホール(東京都港区)
  • Year and Date: 20130518-20130518