強皮症モデルマウスにおけるHMGB1による骨髄由来間葉系幹細胞の誘導

• 研究課題/領域番号: 21K06971
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 植田 郁子 大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任講師(常勤) (80452100)
• 研究分担者: 玉井 克人 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (20236730)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 強皮症モデルマウス / ブレオマイシン / single cell RNA sequence / 全身性強皮症 / ブレオマイシン誘導強皮症モデルマウス / HMGB1 / 間葉系幹細胞 / 骨髄由来間葉系幹細胞

研究開始時の研究の概要

ブレオマイシンで誘発した強皮症モデルマウスによる骨髄由来間葉系幹細胞血中動員医薬の効果について検証する。本研究では（1）ブレオマイシン誘発強皮症モデルにおける骨髄由来間葉系幹細胞の定量（2）ブレオマイシン誘発強皮症モデルマウスにおける皮膚および肺組織の骨髄由来間葉系幹細胞、（3）骨髄由来間葉系幹細胞血中動員医薬投与によるブレオマイシン誘発強皮症マウスモデル皮膚及び肺への骨髄由来間葉系幹細胞集積誘導を介した炎症抑制効果、血管新生効果、線維化抑制効果の検討を実施する。

研究実績の概要

ブレオマイシン（BLM）誘発強皮症モデルマウスの皮膚における変化につき、投与回数、投与期間などの条件を変更し評価を行った。1回100μgのBLMを週3回2週間、4週間、8週間投与し確認したが、週3回2週間でも皮膚硬化の変化がえられることを病理組織および、ヒドロキシプロリンアッセイで確認した。
また、BLM誘発性強皮症モデルマウスにおいて、皮膚以外に、肺にも病変が誘発されることが確認できたため、肺病変をsingle cell RNA sequenceで検討している。BLM誘発性強皮症モデルマウスの肺組織を回収しPDGFRα陽性細胞のサブクラスター解析を行った。Npnt+細胞とPi16+細胞が主要な細胞集団であった。PBS投与群と、BLM投与群で、Npnt+細胞のDEG解析で有意に上昇したものが668、低下したものが580確認された。これらの遺伝子からGene ontologyを検討したところ、extracellular matrix organization、extracellular structure organization、collagen metabolic process、collagen fibril organizationなど線維化の機序に関わる遺伝子群の発現が亢進していることが確認できた。
またこれらのマウスを用いてHMGB1ペプチドの投与による治療効果について評価を行った。
これまでにBLM投与による強皮症誘発期間や、HMGB1ペプチドの静注による投与回数を変えて様々な条件で行ってみたが、これまでに明らかな効果は得られていない。そこで静注投与ではなく、皮下投与により効果が得られないかどうかを確認している。
皮膚の病理組織による測定以外に、ヒドロキシプロリンアッセイやqPCRでの評価もあわせて行なっているが、治療群と非治療群間で有意差は認められていない。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

BLM誘発強皮症モデルマウスによるHMGB1ペプチドの治療効果を確認するため、様々なBLM投与期間と治療期間を試したが、これまでのところ明らかな効果がみられていないため。

今後の研究の推進方策

BLM誘発性強皮症モデルマウスにおいて皮膚病変および肺病変が誘発されることを確認した。
BLM誘発強皮症モデルマウスによるHMGB1ペプチドの治療もしくは予防効果については、これまでは静脈注射によりHMGB1ペプチドを投与していたが、直接皮下に接種するなど投与方法を変更すること、さらにBLM投与回数および投与期間をさらに短縮して検討する。
BLM誘発性強皮症モデルマウスの肺病変における変化をsingle cell RNA sequenceでの検討を引き続き行い、解析を進める。BLM誘発強皮症モデルマウスにおける肺病変の病態解明を目指し、DEG解析から得られたGene ontologyの結果からどのような機序で肺病変を誘導しているのかを詳細に検討する。

研究成果

• [雑誌論文] 61.Association between periungual changes and myositis-specific autoantibodies in patients with idiopathic inflammatory myopathies: A retrospective cohort study (2024)
  • 著者名/発表者名: Ueda-Hayakawa I, Maekawa A, Tonomura K, Kaneda E, Yamazaki Y, Arase N, Fujimoto M
  • 雑誌名: J Am Acad Dermatol. 巻: - 号: 3 ページ: 531-533
  • DOI: 10.1016/j.jaad.2024.03.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Etanercept-induced erythema nodosum in a patient with rheumatoid arthritis: Case report and literature review (2023)
  • 著者名/発表者名: Kurokami Y, Ueda-Hayakawa I, Fujimoto M.
  • 雑誌名: J Dermatol. 巻: 50 号: 3
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16636
  • 査読あり
• [雑誌論文] 57.A case of palisaded neutrophilic and granulomatous dermatitis associated with systemic lupus erythematosus presenting with pustules (2023)
  • 著者名/発表者名: Tajima A, Yamazaki F, Huynh TNM, Ueda-Hayakawa I, Kishimoto I, Itsukage S, Kume N, Tanizaki H.
  • 雑誌名: J Dermatol. 巻: 50 号: 2 ページ: 262-265
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16605
  • 査読あり
• [雑誌論文] 59.Age distribution and prevalence in different age groups of four myositis-specific autoantibodies, including anti-ARS, anti-MDA5, anti-Mi-2, and anti-TIF1γ antibodies (2023)
  • 著者名/発表者名: Ueda-Hayakawa I, Tonomura K, Maekawa A, Kaneda E, Arase N, M Fujimoto M
  • 雑誌名: J Dermatol. 巻: - 号: 8 ページ: 1058-1062
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16772
  • 査読あり
• [雑誌論文] 58.A case of erosive pustular dermatosis of the scalp following bullous pemphigoid in a hematopoietic stem cell transplant recipient (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamashita C, Arase N, Fukushima K, Ueda-Hayakawa I, Tonomura K, Tanemura A, Sakai H, Fujimoto M
  • 雑誌名: J Dermatol. 巻: - 号: 7
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16743
  • 査読あり
• [雑誌論文] 58.A case of anti-RNA polymerase III antibody-positive systemic sclerosis with generalized morphea-like lesions correlated with elevation of peripheral eosinophil counts. (2022)
  • 著者名/発表者名: Sasaoka Y, Kotobuki Y, Fujimoto R, Tonomura K, Nakagawa Y, Ueda-Hayakawa I, Tani M, Fujimoto M
  • 雑誌名: J Dermatol. 巻: 49 号: 11
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16496
  • 査読あり
• [雑誌論文] 57.Exacerbation of livedoid vasculopathy after coronavirus disease 2019 (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawabe R, Tonomura K, Kotobuki Y, Ueda-Hayakawa I, Murota H, Fujimoto M
  • 雑誌名: Eur J Dermatol. 巻: 32 号: 1 ページ: 129-131
  • DOI: 10.1684/ejd.2022.4200
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell surface-expressed Ro52/IgG/HLA-DR complex is targeted by autoantibodies in patients with inflammatory myopathies. (2022)
  • 著者名/発表者名: [Noriko Arase,Hideaki Tsuji,Hyota Takamatsu,Hui Jin,Hachiro Konaka,Yasuhito Hamaguchi,Kyoko Tonomura,Yorihisa Kotobuki,Ikuko Ueda-Hayakawa,Sumiko Matsuoka,Toru Hirano,Hideki Yorifuji,Hiroyuki Murota,Koichiro Ohmura,Ran Nakashima,Tomoharu Sato,Atsushi Kumanogoh,Ichiro Katayama,Hisashi Arase,Manabu Fujimoto]
  • 雑誌名: Journal of autoimmunity 巻: 126 ページ: 102774-102774
  • DOI: 10.1016/j.jaut.2021.102774
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Case of anti‐Mi‐2 antibody‐positive dermatomyositis with predictable onset before the development of muscle symptoms (2022)
  • 著者名/発表者名: Kaneda E, Tonomura K, Kotobuki Y, Ueda-Hayakawa I, Tasaka K, Fujimoto M
  • 雑誌名: J Dermatol. 巻: 49 号: 3
  • DOI: 10.1111/1346-8138.16249
  • 査読あり