ＳＴＯＸ１遺伝子導入マウスの妊娠高血圧腎症病態におけるインフラマソーム機構の検証

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26462498
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 鈴木 寛正 自治医科大学, 医学部, 講師 (90406116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大口 昭英 自治医科大学, 医学部, 准教授 (10306136) ; 白砂 孔明 東京農業大学, 農学部, 助教 (20552780)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 妊娠高血圧症候群 / インフラマソーム / 炎症

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、胎盤由来の危険シグナル（cell free DNAや細胞破片）により、インフラマソーム機構が過剰に惹起されることで胎盤炎症が誘発され、妊娠高血圧腎症が発症するのではないかと仮説という仮説を立てた。本解析ではヒトSTOX1遺伝子導入マウスを用いる。このマウスは、重度の妊娠高血圧腎症病態を発症するヒトの本病態に類似した新規の動物モデルである。妊娠高血圧腎症におけるインフラマソーム機構の役割と本病態の慢性炎症機構の分子基盤を解明し、炎症反応の制御による治療・予防法の開発の展望を得ることに繋げる。研究全般の具体的な計画内容は、①ヒト病態血清によるインフラマソーム活性化機序を解明する、②本病態に関連し得る因子およびヒト胎盤細胞株を使用し、炎症惹起機序を検討する、③STOX1妊娠高血圧腎症モデルを用いたインフラマソーム活性化・炎症性細胞動態の同定をする、④インフラマソーム欠損マウスによる妊娠高血圧腎症の病態を評価することである。
①正常妊婦、妊娠高血圧腎症の病態発症の妊婦の血清を胎盤細胞に添加すると、病態発症血清添加により炎症性サイトカイン産生が増加し、細胞死が誘導された。②妊娠高血圧腎症の発症には老化関連因子の関与が考えられる。本年度は、老化関連因子の代表として糖化最終産物（AGE）による炎症惹起機序を検討した。ヒト胎盤細胞株にAGEを添加すると、濃度依存的に胎盤細胞の炎症性サイトカイン産生が増加した。AGEは活性酸素産生を刺激することで炎症性サイトカインの分泌を刺激したが、活性酸素阻害剤を用いることでこの作用は消失した。以上から、AGEは胎盤細胞において炎症を惹起させることが分かった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の主実験はモデルマウスを用いた病態機序の解明である。今年度の研究により、STOX1遺伝子をホモで有する個体の作製が完了した。次年度では、このモデルマウスを用いて妊娠高血圧症候群病態発症のメカニズム解明に迫る。培養実験を進行するためのヒト病態血清の採取および胎盤細胞を用いた基礎的研究は順調に進んでいると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

妊娠高血圧症候群病態血清を胎盤細胞に添加することで炎症が惹起されることが分かった。今後は、病態血清を添加することでなぜ炎症が惹起されるのか、どのような機序で炎症が起きるのかを明らかにするだけではなく、薬剤などを用いて炎症を抑制できる可能性を探る。また、生体を用いた妊娠高血圧腎症の機序を解明するため、STOX1遺伝子導入マウスの作実験を進める。このマウスを用いてインフラマソーム活性化や免疫細胞動態などの解析実験を開始する。

Causes of Carryover

平成26年度の研究実験の進行状況が大幅に遅れ（特に動物実験）、ほとんど使用せず、平成27年度に繰り越しされていた。平成27年度はin vitroの研究実験に進行があり、平成27年度分の使用予定額を使用することができた。一方動物実験進行もあったが、科研費を使用する実験内容でなかった。
このため、以前からの繰り越しが重なり、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

妊娠高血圧症候群病態血清を胎盤細胞に添加することで炎症が惹起されることが分かった。今後は、病態血清を添加することでなぜ炎症が惹起されるのか、どのような機序で炎症が起きるのかを明らかにするだけではなく、薬剤などを用いて炎症を抑制できる可能性を探る。
また、生体を用いた妊娠高血圧腎症の機序を解明するため、STOX1遺伝子導入マウスの作実験を進める。このマウスを用いてインフラマソーム活性化や免疫細胞動態などの解析実験を開始する。
以上を計画しているが、おもに動物実験を中心とした使用を予定している。

Research Products

• [Journal Article] AGEs and HMGB1 increase inflammatory cytokine production from human placental cells, resulting in an enhancement of monocyte migration. (2016)
  • Author(s): Shirasuna K, Seno K, Ohtsu A, Shiratsuki S, Ohkuchi A, Suzuki H, Matsubara S, Nagayama S, Iwata H, Kuwayama T.
  • Journal Title: Am J Reprod Immunol Volume: 75 Pages: 557-568
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Moderate Hypoxia Down-Regulates Interleukin-6 Secretion and TLR4 Expression in Human Sw.71 Placental Cells (2015)
  • Author(s): Shirasuna K1, Shimamura N, Seno K, Ohtsu A, Shiratsuki S, Ohkuchi A, Suzuki H, Matsubara S, Nagayama S, Iwata H, Kuwayama T.
  • Journal Title: Cellular Physiology and Biochemistry Volume: 36 Pages: 2149-2160
  • DOI: 10.1159/000430181
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant