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Disruption of immune homeostasis in the pathogenesis of emphysema subtypes

Research Project

Project/Area Number 22K08233
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

田辺 直也  京都大学, 医学研究科, 助教 (30805817)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 篤靖  京都大学, 医学研究科, 講師 (30706677)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsCOPD / 肺気腫 / 好酸球 / 免疫応答 / イメージング / 慢性閉塞性肺疾患
Outline of Research at the Start

慢性閉塞性肺疾患(COPD)は末梢気道の炎症・狭窄と肺胞の破壊(肺気腫)により気流閉塞をきたす。肺気腫は以前より研究されてきた小葉中心性肺気腫や頻度の割に検討不十分であった傍壁在性肺気腫などのフェノタイプに分類される。本検討ではIL-17シグナルの関わる微小環境変容と好中球炎症に着目し、「外来刺激により誘導されるIL-17と持続的な好中球活性化が肺胞破壊を惹起する」という仮説をたて、傍壁在性肺気腫における免疫学的恒常性破綻と肺の破壊様式の関連を実験動物とヒト肺組織・胸部CT画像を用いて検討する。傍壁性肺気腫の発症・進展抑制のためのターゲット同定と、病勢を反映するバイオマーカー確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

前年度に続き既存の肺組織バンクより、凍結切片の切り出しを行い、各種炎症細胞の肺胞、末梢気道への浸潤を定量した。非喫煙コントロールに比べて、喫煙肺の末梢気道ではMBP陽性細胞の増加を認めることを確認した。好中球数やリンパ球数には大きな差異を認めなかった。病理が気的に肺気腫サブタイプを評価し、結果、小葉中心性肺気腫(CLE)や傍隔壁性肺気腫(PSE)を非COPDにおいても検出でき、pre-COPDの解析につなげることができた。COPD、pre-COPD症例のどちらにおいても、末梢気道のMBP陽性の好酸球浸潤が、末梢血好酸球と関連することから、臨床においては末梢血好酸球数により末梢気道好酸球炎症、肺気腫形成への疾患活動性を推定できる可能性を示し、論文として報告した(ERJ Open Res 2023;9(5):00235-2023). また、pre-COPDに代表されるCOPD早期病変の解析のため、肺ドック受診者のCT画像解析を行い、気道と肺のサイズミスマッチ(dysanapsis)とCLEが独立して40歳代の喫煙者の呼吸器の低下と関連することを明らかにし論文として報告した(ERJ Open Res. 2024;10(2):00695-2023). 解析マウス慢性喫煙曝露モデルについても検討を行った。T細胞シグナル伝達分子ZAP70の機能低下型点突然変異を有するSKGマウスでは、6か月間の喫煙暴露後、wild typeに比べて強い気腔の拡大と静肺コンプライアンスの上昇を認めることが明らかとなった。肺気腫形成の特徴である気腔の拡大は、気腔面積のフラクタル次元を用いて解析した。本結果を第64回日本呼吸器学会学術講演会において発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

ヒト肺組織の解析について、COPD早期病態と考えられる肺気腫を有する非COPD症例とCOPD症例の炎症細胞浸潤に関する検討を進めることができた。さらにSKGマウスを用いた新規の肺気腫モデルを確立した。次年度は、これらのモデルを用いて、病態のさらなる検討に入ることができるため計画はおおむね順調と判断した。

Strategy for Future Research Activity

ヒト肺組織を用いた解析については、肺気腫サブタイプ別の特徴抽出を試みる。前年度に確立したマウス肺気腫モデルの詳細な病理解析(特に肺気腫の構造的特徴抽出)と遺伝子発現解析から、肺気腫形成機序を明らかにする予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Centrilobular emphysema and airway dysanapsis: factors associated with low respiratory function in younger smokers2024

    • Author(s)
      Mochizuki Fumi、Tanabe Naoya、Shimada Takafumi、Iijima Hiroaki、Sakamoto Ryo、Shiraishi Yusuke、Maetani Tomoki、Shimizu Kaoruko、Suzuki Masaru、Chubachi Shotaro、Ishikawa Hiroichi、Naito Takashi、Kanasaki Megumi、Masuda Izuru、Oguma Tsuyoshi、Sato Susumu、Hizawa Nobuyuki、Hirai Toyohiro
    • Journal Title

      ERJ Open Research

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 00695-2023

    • DOI

      10.1183/23120541.00695-2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Association between blood eosinophil count and small airway eosinophils in smokers with and without COPD2023

    • Author(s)
      Maetani Tomoki、Tanabe Naoya、Sato Atsuyasu、Shiraishi Yusuke、Sakamoto Ryo、Ogawa Emiko、Sakai Hiroaki、Matsumoto Hisako、Sato Susumu、Date Hiroshi、Hirai Toyohiro、Muro Shigeo
    • Journal Title

      ERJ Open Research

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 00235-2023

    • DOI

      10.1183/23120541.00235-2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stronger Associations of Centrilobular Than Paraseptal Emphysema With Longitudinal Changes in Diffusing Capacity and Mortality in COPD2023

    • Author(s)
      Shiraishi Yusuke、Tanabe Naoya、Shimizu Kaoruko、Oguma Akira、Shima Hiroshi、Sakamoto Ryo、Yamazaki Hajime、Oguma Tsuyoshi、Sato Atsuyasu、Suzuki Masaru、Makita Hironi、Muro Shigeo、Nishimura Masaharu、Sato Susumu、Konno Satoshi、Hirai Toyohiro
    • Journal Title

      Chest

      Volume: S0012-3692(23) Issue: 2 Pages: 00166-6

    • DOI

      10.1016/j.chest.2023.01.034

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウス慢性喫煙曝露モデルを用いたT細胞シグナル伝達分子ZAP70機能低下による慢性閉塞性肺疾患病態の抑制の検討2024

    • Author(s)
      斎藤林太郎、芦野滋、平山寛、渡邊アヤ、田辺直也、平井豊博、佐藤篤靖
    • Organizer
      第64回日本呼吸器学会学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Distinct impacts of centrilobular vs. paraseptal emphysema on annual decline in pulmonary function in COPD2022

    • Author(s)
      Yusuke Shiraishi, Naoya Tanabe, Kaoruko, Shimizu, Akira Oguma, Ryo Sakamoto, Tsuyoshi Oguma, Atsuyasu Sato, Masaru Suzuki, Hironi Makita, Shigeo Muro, Masaharu Nishimura, Susumu Sato, Satoshi Konno, Toyohiro Hirai
    • Organizer
      the 26th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology (APSR 2022)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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