Papainを用いた喘息・COPDオーバーラップ(ACO)マウスモデルの構築

• 研究課題/領域番号: 18K15946
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分53030:呼吸器内科学関連
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 平石 尚久 東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (90783514)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: ACO / 喘息 / COPD / 気管支喘息 / マウスモデル / パパイン（papain） / papain / プロテアーゼ

研究成果の概要

我々は簡便にACOの臨床的特徴を再現する動物モデルとして、植物パパイヤ由来システインプロテアーゼであるパパインに着目した。ブタ膵臓エラスターゼ(PPE)によるCOPDモデル、およびPBS投与群を対象として、パパインを反復投与したモデルと比較した。各群の肺病理においては、PPE群とパパイン群では気腫形成が認められた。またパパインを反復投与したマウスでは、気管支肺胞洗浄液の好酸球が他群と比較して有意に増加し、またメサコリン吸入に対する気道過敏性試験で、パパイン群は有意に気道過敏性の亢進を示し、喘息の特徴も示された。パパイン反復投与マウスはヒトACOを模したモデルとして妥当であると示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

喘息・COPDオーバーラップ（ACO）については、重要な呼吸器疾患である一方、背景病態の理解はいまだ未解明である。本モデルは、小動物を用いて簡便に作成できる一方、COPDおよびヒト気管支喘息に相当する特徴も有することが示された。前述の通りヒトCOPDとしての特徴を持つことも合わせ、本研究におけるパパイン反復投与マウスはヒトACOを模したモデルとして妥当であると示された。

研究成果

• [雑誌論文] Anti-Inflammatory Effects of Japanese Herbal Medicine Hochuekkito in a Mouse Model of Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (2024)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Kensuke、Matsuzaki Hirotaka、Hiraishi Yoshihisa、Miyashita Naoya、Ishii Takashi、Yuki Masaaki、Isago Hideaki、Tamiya Hiroyuki、Mitani Akihisa、Saito Akira、Jo Taisuke、Nagase Takahide
  • 雑誌名: Pharmacology 巻: 109 号: 2 ページ: 121-126
  • DOI: 10.1159/000536348
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repeated photodynamic therapy mediates the abscopal effect through multiple innate and adaptive immune responses with and without immune checkpoint therapy. (2023)
  • 著者名/発表者名: Lou J, Aragaki M, Bernards N, Chee T, Gregor A, Hiraishi Y, Ishiwata T, Leung C, Ding L, Kitazawa S, Koga T, Sata Y, Ogawa H, Chen J, Kato T, Yasufuku K, Zheng G.
  • 雑誌名: Biomaterials. 巻: 292 ページ: 121918-121918
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2022.121918
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Preclinical feasibility of bronchoscopic fluorescence-guided lung sentinel lymph node mapping (2023)
  • 著者名/発表者名: Gregor Alexander、Sata Yuki、Hiraishi Yoshihisa、Ishiwata Tsukasa、Aragaki Masato、Kitazawa Shinsuke、Koga Takamasa、Ogawa Hiroyuki、Bernards Nicholas、Yasufuku Kazuhiro
  • 雑誌名: The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 巻: 165 号: 1 ページ: 337-350
  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2022.08.031
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Transbronchial real-time lung tumor localization with folate receptor?targeted near-infrared molecular imaging: A proof of concept study in animal models (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishiwata Tsukasa、Hiraishi Yoshihisa、Bernards Nicholas、Sata Yuki、Gregor Alexander、Aragaki Masato、Yasufuku Kazuhiro
  • 雑誌名: The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery 巻: － 号: 6 ページ: 01034-0
  • DOI: 10.1016/j.jtcvs.2022.09.042
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A mouse model of asthma‐chronic obstructive pulmonary disease overlap induced by intratracheal papain (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukuda Kensuke、Matsuzaki Hirotaka、Mikami Yu、Makita Kosuke、Miyakawa Kazuko、Miyashita Naoya、Hosoki Keisuke、Ishii Takashi、Noguchi Satoshi、Urushiyama Hirokazu、Horie Masafumi、Mitani Akihisa、Yamauchi Yasuhiro、Shimura Eri、Nakae Susumu、Saito Akira、Nagase Takahide、Hiraishi Yoshihisa
  • 雑誌名: Allergy 巻: 76 号: 1 ページ: 390-394
  • DOI: 10.1111/all.14528
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhaled corticosteroid withdrawal may improve outcomes in elderly patients with COPD exacerbation: a nationwide database study (2020)
  • 著者名/発表者名: Jo Taisuke、Yasunaga Hideo、Yamauchi Yasuhiro、Mitani Akihisa、Hiraishi Yoshihisa、Hasegawa Wakae、Sakamoto Yukiyo、Matsui Hiroki、Fushimi Kiyohide、Nagase Takahide
  • 雑誌名: ERJ Open Research 巻: 6 号: 1 ページ: 00246-2019
  • DOI: 10.1183/23120541.00246-2019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Small lung tumor biopsy samples are feasible for high quality targeted next generation sequencing (2019)
  • 著者名/発表者名: Kage Hidenori、Kohsaka Shinji、Shinozaki‐Ushiku Aya、Hiraishi Yoshihisa、Sato Jiro、Nagayama Kazuhiro、Ushiku Tetsuo、Takai Daiya、Nakajima Jun、Miyagawa Kiyoshi、Aburatani Hiroyuki、Mano Hiroyuki、Nagase Takahide
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 110 号: 8 ページ: 2652-2657
  • DOI: 10.1111/cas.14112
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Naftopidil reduced the proliferation of lung fibroblasts and bleomycin-induced lung fibrosis in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Urushiyama H, Terasaki Y, Nagasaka S, Kokuho N, Endo Y, Terasaki M, Kunugi S, Makita K, Isago H, Hosoki K, Souma K, Ishii T, Matsuzaki H, Hiraishi Y, Mikami Y, Noguchi S, Tamiya H, Mitani A, Yamauchi Y, Shimizu A, Nagase T.
  • 雑誌名: J Cell Mol Med. 巻: 3 号: 5 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1111/jcmm.14255
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CISH is a negative regulator of IL-13-induced CCL26 production in lung fibroblasts (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeshima Hideyuki、Horie Masafumi、Mikami Yu、Makita Kosuke、Miyashita Naoya、Matsuzaki Hirotaka、Noguchi Satoshi、Urushiyama Hirokazu、Hiraishi Yoshihisa、Mitani Akihisa、Borok Zea、Nagase Takahide、Yamauchi Yasuhiro
  • 雑誌名: Allergology International 巻: 68 号: 1 ページ: 101-109
  • DOI: 10.1016/j.alit.2018.08.005
  • NAID: 130007557853
  • ISSN: 1323-8930, 1440-1592
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] IL-33, IL-25 and TSLP contribute to development of fungal-associated protease-induced innate-type airway inflammation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiraishi Yoshihisa、Yamaguchi Sachiko、Yoshizaki Takamichi、Nambu Aya、Shimura Eri、Takamori Ayako、Narushima Seiko、Nakanishi Wakako、Asada Yosuke、Numata Takafumi、Suzukawa Maho、Yamauchi Yasuhiro、Matsuda Akira、Arae Ken、Morita Hideaki、Hoshino Tomoaki、Suto Hajime、Okumura Ko、Matsumoto Kenji、Nakae Susumu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 18052-18052
  • DOI: 10.1038/s41598-018-36440-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The roles of IL-17C in T cell-dependent and -independent inflammatory diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Sachiko、Nambu Aya、Numata Takafumi、Yoshizaki Takamichi、Narushima Seiko、Shimura Eri、Hiraishi Yoshihisa、Arae Ken、Morita Hideaki、Matsumoto Kenji、Hisatome Ichiro、Sudo Katsuko、Nakae Susumu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 15750-15750
  • DOI: 10.1038/s41598-018-34054-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Characterizaton of allergic airway inflammation induced by fungal-associated proteinases (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Hiraishi
  • 学会等名: 第68回日本アレルギー学会学術大会