2013 Fiscal Year Research-status Report
アレルギー・動脈硬化・癌の新規薬物標的としてのsPLA2-IIIの機能解析
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25460087
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
武富 芳隆 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主任研究員 (40365804)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分泌性ホスホリパーゼA2 / マスト細胞成熟 / リゾホスファチジン酸 / アナフィラキシー / 好塩基球 / IgE依存性慢性アレルギー性炎症 / 動脈硬化 / LDL変性 |
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| Research Abstract |
本年度は、①分泌性のリン脂質代謝酵素ホスホリパーゼA2（sPLA2-III）の下流で機能するリゾリン脂質性脂質メディエーターによるマスト細胞成熟の制御、②sPLA2-IIIの好塩基球制御、③sPLA2-IIIの動脈硬化制御、に焦点をあて、研究を遂行した。
①リゾホスファチジン酸（LPA）はマスト細胞の成熟を促進することを見出した。線維芽細胞依存的なマスト細胞の成熟は、LPA産生酵素（ATX）の阻害剤やLPA1受容体の拮抗薬により、また、マスト細胞のLPA1の欠損により不全を生じた。さらに、本欠損マスト細胞を移植再構成したマスト細胞欠損マウスは、野生型移植群と比べてマスト細胞介在性アナフィラキシーに不応答性を示した。したがって、マスト細胞の成熟には少なくともマスト細胞のLPA1が重要であることが明らかとなった。
②sPLA2-IIIは好塩基球にマスト細胞と同レベル発現していた。sPLA2-III欠損マウスでは、好塩基球介在性のIgE依存性慢性アレルギー炎症が著しく軽減した。骨髄からのIL-3依存的な好塩基球の誘導はsPLA2-IIIの欠損により低減した。欠損型の骨髄由来好塩基球では好塩基球特有の細胞表面マーカーの発現低下や特異顆粒プロテアーゼの減弱などが認められ、分化異常を生じていた。
③本酵素は動脈硬化巣の泡沫化マクロファージ、マスト細胞、血管内皮細胞に分布していた。動脈硬化モデルLDLR欠損の遺伝背景において、sPLA2-IIIの全身性欠損により動脈硬化は劇的に改善した。骨髄移植実験より、骨髄系または非骨髄系のsPLA2-IIIの欠損によって全身性欠損における動脈硬化の改善は再現され、双方の酵素が極めて重要であった。また、全身性欠損マウスではLDLの増加が認められたが、本表現型は非骨髄系のsPLA2-IIIの欠損により再現された。すなわち、LDLの代謝には非骨髄系のsPLA2-IIIが重要であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
sPLA2-IIIは長年不明であったマスト細胞の成熟を制御する中核分子であること、sPLA2-III依存的脂質ネットワークとして、脂肪酸代謝物であるプロスタグランジンD2（PGD2）―PGD2受容体DP1経路はマスト細胞成熟に関与する論文を発表した（Taketomi et al., Nat. Immunol., 2013; 本誌の表紙とハイライトに掲載）。本研究ではその後の展開として、①sPLA2-IIIの下流でPGD2以外にマスト細胞成熟を制御する脂質メディエーターは存在するのか、②sPLA2-IIIはマスト細胞以外の免疫細胞の機能にも関わるのか、③sPLA2-IIIはマスト細胞が関与する複合型疾患を制御するのか、の３点に着眼点をおき、PLA2を起点とした脂質ネットワークによる生命応答制御を総合的に理解するものである。その命題に対し、本年度は大きく以下の点を見出した。
①sPLA2-IIIの下流で機能する脂質分子として新たにリゾリン脂質由来LPAを同定し、少なくともマスト細胞におけるLPA-LPA1経路はマスト細胞の成熟に関わる知見を得た。
②sPLA2-IIIは好塩基球機能に関わり、アレルギーの促進に寄与する知見を得た。
③従来、sPLA2はLDLの変性を通じて動脈硬化の悪玉因子として作用することが想定されてきたが、欠損マウスベースでそれが実証された例はなく、また、複数存在するsPLA2アイソザイムのうち、どのsPLA2が最も重要であるかについては混沌としていた。sPLA2-III欠損マウスにおいて動脈硬化が劇的に改善するという結果は、遺伝学的sPLA2研究史上初めてのことであり、これは本酵素が真の「atherogenic sPLA2」であることを意味する。
もって、本年度の成果は高く評価できるとともに、本研究は当初の計画以上に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
sPLA2-IIIによる生命応答制御の解析（以下①～④）ならびに、研究成果の臨床への応用展開を見据えた解析（⑤）を行う。
①マスト細胞成熟制御：sPLA2-IIIの下流でLPAがいつ、どこで、どのように産生され、どの細胞のLPA1受容体に作用することでマスト細胞の成熟は制御されるかの時空間的脂質ネットワークを解明する。また、PGD2とLPAの機能的クロストークにも着目した解析を行う。
②マスト細胞以外の免疫細胞の制御：sPLA2-III欠損による好塩基球分化不全の詳細を明らかにするとともに、sPLA2-III依存的に好塩基球分化が調節されるステップを特定する。さらに、sPLA2-IIIの下流で好塩基球の分化を制御する脂質メディエーター経路を同定する。また、sPLA2-IIIによる好酸球制御に関する研究を遂行する（平成26年度以降の実験計画に準ずる）。
③動脈硬化制御：動脈硬化の進展に関わるsPLA2-IIIの責任細胞の機能的変化を精査するとともに、sPLA2-III依存的に生じた変性LDLが惹起する慢性炎症に着目した解析を行う。マスト細胞のsPLA2-IIIが動脈硬化に関わるか否かを検証する。総じて、発現細胞依存的なsPLA2-IIIの動脈硬化における役割を明確にする。
④がん制御：sPLA2-IIIによるがんの制御メカニズムを解析する（平成26年度以降の研究計画に準ずる）。
⑤臨床への応用展開：ヒト臨床検体におけるsPLA2-IIIの発現を解析し、動脈硬化あるいはがんの進行度と本酵素発現の相関性を検討する。ヒト動脈硬化検体に関して、熊大・宮田敬士准教授に加えて、山梨医大・久木山清貴教授の協力を仰ぐ。抗sPLA2-III抗体・sPLA2-III特異的阻害剤の創成を進める。特異的阻害剤に関しては米国ワシントン大学・Micheal Gelb教授の協力を仰ぐ。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
支出費目の内訳として、物品費740,000円、旅費340,000円、人件費・謝金40,000円、その他480,000円を計上していたが、執行額は、物品費1,132,276円、旅費2,340円、人件費・謝金0円、その他133,523円であった。
本年度は、参加した学会の開催地の多くが所属機関の近接地である東京であったこと、これらの旅費を公費から賄ったこと、から旅費にかかる費用が低額であった。また、その他の費目として実験動物の輸送費を計上していたが、当該プロジェクトの他資金より賄う機会が多かったため、予定額の4分の1程度の支出となった。幾分物品費を多く購入したが、全体の執行率は79.2%となり、次年度に繰り越すこととなった。
次年度使用予定額は1,300,000円であり、費目の内訳を物品費520,000円、旅費340,000円、人件費・謝金40,000円、その他400,000円とする。次年度使用額331,861円は主に物品費に計上する。
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