IPFと非IPF-ILDとの鑑別に有用なバイオマーカーのスクリーニングと機能解析

• 研究課題/領域番号: 21K06947
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49030:実験病理学関連
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 岩下 寿秀 浜松医科大学, 医学部, 教授 (00283432)
• 研究分担者: 目黒 史織 浜松医科大学, 医学部, 助教 (40724290)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: 間質性肺疾患 / 特発性肺線維症 / 筋線維芽細胞 / 血清バイオマーカー

研究開始時の研究の概要

間質性肺疾患（ILD）は、治療法の観点から特発性肺線維症（IPF）と非IPF-ILDに分類され得るが、IPFと非IPF-ILDとの鑑別診断が困難な場合がある。マウスブレオマイシン誘発性肺線維症の筋線維芽細胞と肺の正常線維芽細胞のgene profilingの比較を行い、TGF-βによるcollagen産生を減少させる作用を有するBMP4に対するアンタゴニストであるGremlin1 (GREM1）が筋線維芽細胞に発現することを見出した。GREM1のIPFと非IPF-ILDとの鑑別診断に有用な血清バイオマーカー候補としての有用性とその機能解析を行う。

研究実績の概要

間質性肺疾患（ILD）は、治療法の観点から特発性肺線維症（IPF）と非IPF-ILDに分類され得るが、IPFと非IPF-ILDとの鑑別診断が困難な場合がある。IPFでは非
IPF-ILDと比較して、myofibroblastから構成されるfibroblastic fociが有意に多いと報告されている。申請者らは、myofibroblastから分泌されたタンパク質
は、IPFと非IPF-ILDとの鑑別に有用な血清バイオマーカーになり得ると考え、マウスブレオマイシン誘発性肺線維症（特発性肺線維症類似モデル）のmyofibroblastと肺の正常fibroblastのgene profilingの比較を行った。その結果、10個の分泌タンパク質の遺伝子発現が、マウス肺線維症のmyofibroblastにおいて有意に増加していた。これらの結果に基づき、IPF、非IPF-ILDおよび健常対照群の血清を使用して、IPFと非IPF-ILDとの鑑別診断に有用な血清バイオマーカーを複数見出すこと、そして、それらのタンパク質の機能解析を行うことが本研究の目的である。
IPF患者群50名、非IPF-ILD患者群42名および健常対照群30名（浜松医科大学附属病院）を対象に、臨床上で汎用されている3つの血清マーカー（Krebs von den Lungen-6 [KL6]、Surfactant protein-D [SP-D]、乳酸脱水素酵素 [LDH]）とGREM1の血清濃度を測定した。血清GREM1はIPF患者群（平均14.4 ng/mL）で有意に高く、次いで、非IPF-ILD患者群（8.8 ng/mL）、健常対照群（1.6 ng/mL）であった。IPF対非IPF-ILDsのROC曲線下面積 (AUC) は0.759（95％信頼区間：0.661～0.857）であり，KL6，SP-DおよびLDHよりも優れていた。GREM1（カットオフ：10.4 ng/mL）の感度は72％、特異度は69％であった（Fig.9）。さらに、GREM1は肺myofibroblastに強く発現することを免疫染色にて明らかにした。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

申請者らはマウス正常肺（normal lung）のfibroblastと、ブレオマイシン誘発性肺線維症のαSMA陽性myofibroblastをFACSで単離し、gene profiling解析（microarray）を行った（Accession No.GSE111043）。そして、クラスタリング解析を行い、myofibroblastに発現するαSMAをコードするActa2の発現パターンと類似している20個の遺伝子を抽出した。その中には、Grem1, Ltbp2, Postn, Hbegf, Birc5, Spp1, Tnc, Thbs4, Col8a1およびInhbaの10個の分泌タンパク質の遺伝子が含まれていたが、Grem1以外のLtbp2, Postn, Hbegf, Birc5, Spp1, Tnc, Thbs4, Col8a1およびInhbaの解析が遅れている。

今後の研究の推進方策

Myofibroblastにおいて有意に発現が増加している、GREM1以外の9種類の分泌タンパク質（LTBP2, POSTN, HBEGF, BIRC5, SPP1, TNC, THBS4, COL8A1および
INHBA）に関して、IPF患者群、非IPF-ILD患者群および健常対照群を対象に、血清濃度を測定し、それらの患者群の間で有意な差が出るかどうかを検討する。8種
類の分泌タンパク質の中に、有望なものがあれば、GREM1と組合せて、IPFと非IPF-ILDの鑑別診断精度を向上させることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Subacute exposure to bisphenol F diglycidyl-ether induces chronic dermatitis characterized by psoriasis-like skin inflammation in mice. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa K, Shibata E, Yamamoto M, Harada H, Yoshino K, Iwashita T, Oshima M, Tsuji M
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 28 号: 1 ページ: 42-52
  • DOI: 10.1111/gtc.12995
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] hyroid transcription factor-1 expression in rectal adenocarcinoma metastatic to the lung (2023)
  • 著者名/発表者名: Takanashi Y, Kurachi K, Fujihiro M, Sekihara K, Torii K, Kawase A, Matsubayashi Y, Hayakawa T, Baba S, Sugimura H, Iwashita T, Funai K
  • 雑誌名: Respir Med Case Rep 巻: 42 ページ: 101812-101812
  • DOI: 10.1016/j.rmcr.2023.101812
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identifying Active Progeny Virus Particles in Formalin-Fixed, Paraffin-Embedded Sections Using Correlative Light and Scanning Electron Microscopy (2023)
  • 著者名/発表者名: Itoh Toshiya、Yamada Satoshi、Ohta Isao、Meguro Shiori、Kosugi Isao、Iwashita Toshihide、Itoh Hiroaki、Kanayama Naohiro、Okudela Koji、Sugimura Haruhiko、Misawa Kiyoshi、Hariyama Takahiko、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: Laboratory Investigation 巻: 103 号: 1 ページ: 100020-100020
  • DOI: 10.1016/j.labinv.2022.100020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between human papillomavirus particle production and the severity of recurrent respiratory papillomatosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamada Satoshi、Itoh Toshiya、Ikegami Taro、Imai Atsushi、Mochizuki Daiki、Nakanishi Hiroshi、Ishikawa Ryuji、Kita Junya、Nakamura Yuki、Takizawa Yoshinori、Okamura Jun、Noda Yoshihiro、Iwashita Toshihide、Hariyama Takahiko、Suzuki Mikio、Misawa Kiyoshi、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 13 号: 1 ページ: 5514-5514
  • DOI: 10.1038/s41598-023-32486-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pre-administration of a carboxypeptidase inhibitor enhances tPA-induced thrombolysis in mouse microthrombi: Evidence from intravital imaging analysis (2022)
  • 著者名/発表者名: Mathews Nitty Skariah、Suzuki Yuko、Honkura Naoki、Sano Hideto、Iwashita Toshihide、Urano Tetsumei
  • 雑誌名: Thrombosis Research 巻: 210 ページ: 78-86
  • DOI: 10.1016/j.thromres.2021.12.031
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An autopsy case of ovarian mucinous cystic tumor complicated by ovarian abscess and a review of the English literature (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Daisuke、Meguro Shiori、Inagaki Koji、Hashimoto Masahiro、Kawasaki Hideya、Kosugi Isao、Enomoto Yasunori、Sugiyama Miho、Fukushima Mayu、Iwashita Toshihide
  • 雑誌名: Clinical Case Reports 巻: 10 号: 11
  • DOI: 10.1002/ccr3.6507
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prolonged activation of cytomegalovirus early gene e1-promoter exclusively in neurons during infection of the developing cerebrum. (2021)
  • 著者名/発表者名: Isao Kosugi, Yoshifumi Arai, Satoshi Baba, Hideya Kawasaki, Toshihide Iwashita and Yoshihiro Tsutsui
  • 雑誌名: Acta Neuropathol Commun. 巻: 9 号: 1 ページ: 39-39
  • DOI: 10.1186/s40478-021-01139-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Difference in the distribution of tumor‐infiltrating CD8+ T cells and FOXP3+ T cells between micronodular thymoma with lymphoid stroma and micronodular thymic carcinoma with lymphoid stroma (2021)
  • 著者名/発表者名: Yagi Haruna、Nakaguro Masato、Ito Masafumi、Okumura Yuki、Takahashi Seishiro、Aoshima Yoichiro、Enomoto Yasunori、Meguro Shiori、Kawasaki Hideya、Kosugi Isao、Shimoyama Yoshie、Ogawa Hiroshi、Tateyama Hisashi、Iwashita Toshihide
  • 雑誌名: Pathology International 巻: 71 号: 7 ページ: 453-462
  • DOI: 10.1111/pin.13099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gremlin-1 for the Differential Diagnosis of Idiopathic Pulmonary Fibrosis Versus Other Interstitial Lung Diseases: A Clinical and Pathophysiological Analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Aoshima Yoichiro、Enomoto Yasunori、Muto Shigeki、Meguro Shiori、Kawasaki Hideya、Kosugi Isao、Fujisawa Tomoyuki、Enomoto Noriyuki、Inui Naoki、Nakamura Yutaro、Suda Takafumi、Iwashita Toshihide
  • 雑誌名: Lung 巻: - 号: 3 ページ: 113924-113924
  • DOI: 10.1007/s00408-021-00440-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diagnosis of Ion-Exchange Resin Depositions in Paraffin Sections Using Corrective Light and Electron Microscopy-NanoSuit Method (2021)
  • 著者名/発表者名: Ooishi Mako、Yamada Satoshi、Itoh Toshiya、Meguro Shiori、Yagi Haruna、Kosugi Isao、Iwashita Toshihide、Shinmura Kazuya、Misawa Kiyoshi、Hariyama Takahiko、Kawasaki Hideya
  • 雑誌名: Diagnostics 巻: 11 号: 7 ページ: 1193-1193
  • DOI: 10.3390/diagnostics11071193
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metformin reduces pleural fibroelastosis via inhibition of extracellular matrix production induced by CD90-positive myofibroblasts. (2021)
  • 著者名/発表者名: Aoshima Y, Enomoto Y, Fukada A, Kurita Y, Matsushima S, Meguro S, Kosugi I, Kawasaki H, Katsura H, Fujisawa T, Enomoto N, Nakamura Y, Inui N, Suda T, Iwashita T
  • 雑誌名: Am J Transl Res 巻: 13 ページ: 12318-12337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nivolumab-induced liver injury with a steroid-refractory increase in biliary enzymes, in a patient with malignant mesothelioma: An autopsy case report. (2021)
  • 著者名/発表者名: Arai K, Matsuda M, Nakayasu H, Meguro S, Kurokami T, Kubota A, Iwasaki T, Suzuki M, Kawaguchi S, Iwashita T.
  • 雑誌名: Clin Case Rep. 巻: 9 号: 12
  • DOI: 10.1002/ccr3.5174
  • 査読あり