2014 Fiscal Year Research-status Report
喫煙によるマウス肺組織傷害および肺胞再生に関わるmicroRNAの同定と治療応用
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26461199
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
佐藤 匡 順天堂大学, 医学部, 助教 (10596993)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬山 邦明 順天堂大学, 医学部, 准教授 (10226681)
高橋 史行 順天堂大学, 医学部, 准教授 (70327823)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 慢性閉塞性肺疾患(COPD) / microRNA / 喫煙 / miR-146a / SMP30ノックアウトマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
慢性閉塞性肺疾患（COPD）の中心的な発症メカニズムは、喫煙等による、気道や肺の慢性的な炎症反応と考えられているが、その全貌は未だ明らかになっていない。これまでにわれわれは、COPD肺における、増幅し遷延する「異常な炎症」が特定のmicroRNA、miR-146aにより制御されうることを肺線維芽細胞を用いたin vitro実験により明らかにした。本研究では、われわれが確立したCOPDモデルマウスであるSMP30-KOへ慢性タバコ煙曝露実験を行い、miR-146aがCOPDの主病態である「異常な炎症反応」に与える影響について解析を行った。
SMP30-KOのCOPD発症はビタミンC濃度依存性であることが分かっている。そこで今回、タバコ煙曝露により誘導される炎症反応にmiR-146aが与える影響をみるためにmiR-146a inhibitorあるいはmimicの投与下で2週間のタバコ煙曝露実験を行った。実験後の気管支肺胞洗浄液(BALF)中の総細胞数、PGE2発現および肺組織中のCOX-2、IL-6発現の解析を行った。
miR-146a inhibitor投与下でのタバコ煙曝露により、BALF中の総細胞数およびPGE2の増加がみられた。肺組織中のCOX-2はmRNAレベルで有意に増加し、IL-6についても増加する傾向を示した。一方、mimic投与実験の結果、タバコ煙曝露により誘導されるCOX-2およびIL-6発現がmiR-146aにより有意に抑制された。さらに、COX-2およびIL-6の免疫組織染色により、miR-146aが比較的細い気管支の上皮細胞に作用している可能性が示唆された。
今回の結果から、miR-146aは、タバコ煙曝露により誘導される炎症反応に関与することが強く示唆され、COPDの進行を抑制することを期待した治療標的となる可能性があると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究協力施設である東京都健康長寿医療センター研究所からのSMP30ノックアウトマウスの供給が順調であり、計画通りのタバコ煙曝露実験が施行できているため。ただ、タバコ煙曝露装置がやや老朽化してきており、今後メンテナンスが必要と思われ、研究推進に多少の影響を及ぼす可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回、COPDモデルマウスで検討したmiR-146aの働きについては、気道上皮細胞あるいは細気管支上皮細胞を用いてさらに詳細な検討を追加する予定であり、in vivoデータの補完を行う。また、SMP30ノックアウトマウスではビタミンC投与によりタバコ煙曝露により破壊された肺胞の再生が認められるが、そのメカニズムを探索するために、ビタミンC治療介入後の肺組織に関してmicroRNAおよび全遺伝子の発現解析を行い、肺胞再生に関わるmicroRNAの探索を行い、その標的遺伝子を同定することで肺胞再生のメカニズムを解明したい。これまでに確立した、microRNAのmimicあるいはinhibitorのマウスへの投与実験系を用いて、microRNAを用いた肺胞再生を目指す。
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| Causes of Carryover |
今年度は物品費が見込みより低額であったため、次年度使用額が発生した。その理由として、当初計画した高額の費用がかかる実験（マイクロアレイ）からPCRを中心とした解析に切り替えたなど、費用対効果を考慮した実験計画に変更して行ったためと考えられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
引き続き有能な実験補助員である三井亜樹への給与として必要額を支出する。また、既述したin vivo実験に必要な試薬類、microRNAおよび遺伝子の発現解析、機能解析に必要な試薬類の購入、および、本年は研究成果を米国での胸部疾患学会で発表予定であり、その旅費も支出予定である。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Prostaglandin E2 switches from a stimulator to an inhibitor of cell migration after epithelial-to-mesenchymal transition2015
Author(s)
Li YJ, Kanaji N, Wang XQ, Sato T, Nakanishi M, Kim M, Michalski J, Nelson AJ, Farid M, Basma H, Patil A, Toews ML, Liu X, Rennard SI.
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Journal Title
Prostaglandins Other Lipid Mediat
Volume: 116-117
Pages: 1-9
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Vitamin C Prevents Cigarette Smoke-Induced Pulmonary Emphysema in Mice and Provides Pulmonary Restoration2014
Author(s)
Koike K, Ishigami A, Sato Y, Hirai T, Yuan Y, Kobayashi E, Tobino K, Sato T, Sekiya M, Takahashi K, Fukuchi Y, Maruyama N, Seyama K
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Journal Title
Am J Respir Cell Mol Biol
Volume: 50
Pages: 347-357
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Fibroblasts that resist cigarette smoke-induced senescence acquire pro-fibrotic phenotypes2014
Author(s)
Kanaji N, Basma H, Nelson A, Farid M, Sato T, Nakanishi M, Wang X, Michalski J, Li Y, Gunji Y, Feghali-Bostwick CA, Liu X, Rennard SI
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Journal Title
Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol
Volume: 307
Pages: 364-373
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] MiR-146a plays a pathogenetic role in the abnormal inflammatory lung response of the chronic obstructive pulmonary disease model mice2015
Author(s)
Tadashi Sato, Hario Baskoro, Aki Mitsui, Motoyasu Kato, Yohei Suzuki, Keiko Karasutani, Mitsuaki Sekiya, Yuzo Kodama, Fumiyuki Takahashi, Kuniaki Seyama, Kazuhisa Takahashi
Organizer
American Toracic Society International Conference 2015
Place of Presentation
Denver (U.S.A.)
Year and Date
2015-05-15 – 2015-05-20
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