| 研究課題/領域番号 |
21K08174
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分53030:呼吸器内科学関連
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
石塚 全 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (50302477)
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| 研究分担者 |
門脇 麻衣子 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 医員 (20401979)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 気管支喘息 / プロトン / コバルト / ニッケル / CTGF / ＴGF-beta / OGR1 / 気道リモデリング / グルココルチコイド / 金属 / サイトカイン / マトリセルラー蛋白質 / 難治性喘息 / ステロイド抵抗性 / 気道平滑筋細胞 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
難治性喘息の病態では気道構成細胞のステロイド抵抗性や気道リモデリング形成が重要である。ヒト気道平滑筋細胞(ASMC)から各種刺激によって、サイトカイン、マトリセルラー蛋白質が産生されるが、それらのなかで、ステロイドによって産生が抑制されにくい物質とその刺激物質を見出す。次に細胞レベルでのステロイド抵抗性へのInterferon Regulatory factor-1(IRF-1)、NF-kappaB、グルココルチコイド受容体(GR)などの転写因子、JNK、p38 MAPK活性化、HDAC2の関与を中心に検討する。さらにASMCのサイトカイン産生に対する亜鉛の抑制効果、その作用機序を解明する。
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| 研究実績の概要 |
正常ヒト気管支平滑筋細胞（BSMC)を用いてtransforming growth factor-beta 1(TGF-b)、プロトン、金属（コバルト Co、ニッケル Ni）刺激によるconnective tissue growth factor (CTGF)産生を検討した。また、CTGF産生に対するグルココルチコイド（dexamethasone: DEX)、重症喘息治療標的のTSLP, IL-4, IL-13 の 影響についても検討した。細胞外pH7.4 においてTGF-b (1 ng/mL)、Co(0.3 mM)、Ni(0,3 mM)はBSMCの十分量のCTGF産生を誘導した。プロトン刺激（細胞外pH 6.3）とTGF-b 刺激の同時刺激、金属（Co またはNi)とTGF-b の同時刺激によってCTGF産生は相加的～相乗的に増加したが、プロトン刺激と金属刺激には相加作用はなく、むしろ拮抗的に作用した。DEXはCTGF産生を増加させ、逆にIL-13/IL-4 はCTGF産生を減少させた。Gq 阻害薬YM-254890はプロトン刺激、金属刺激によるCTGF 産生を抑制したが、TGF-b 刺激には影響しなかった。一方、プロトンとTGF-b の同時刺激によるCTGF産生はYM-254890 によって強力に抑制されたが、金属（Co またはNi) とTGF-b の同時刺激によるCTGF 産生ではYM-254890 による抑制はみられなかった。プロトン、Co、Ni はいずれもプロトン感知性受容体OGR1/GPR68 のリガンドとして作用し、BSMC においてCTGFのほか、IL-6、IL-8 産生を誘導するが、TGF-b と同時に刺激した場合にプロトンとCo、Ni の作用においてGq 阻害作用の乖離が観察されたことより、金属刺激ではOGR１を介さない別の作用機序の存在が示唆される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
BSMCにおいて、プロトン刺激、TGF-beta1(TGF-b)刺激によって誘導されるCTGF産生はdexamethasone(DEX)には抑制されず、ステロイド抵抗性であり、DEX によってCTGF が産生は逆に誘導されることは確認できた。一方、プロトンとTFG-b刺激はBSMC のCTGF産生を相加的～相乗的に誘導する。同様に金属（コバルトまたはニッケル）刺激も相加的～相乗的にCTGF産生を惹起する。一方で、プロトンと金属には相加作用がなくむしろ拮抗的であり、OGR1リガンドとして競合するためかもしれない。プロトン刺激と金属刺激によるGq の関与に相違がみられる現象が観察されたので、その点を切り口として、BSMCのCTGF産生における細胞内メカニズムを残りの研究期間で明らかにしていくことができると考え、研究は順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
コバルト、ニッケル刺激とプロトン刺激のOGR/GPR68 リガンドとしての作用の差がみられることに関して、コバルト、ニッケルにはOGR１、Gq とは別のシグナル伝達経路があると予想している。CTGFの産生に関わる細胞内シグナル伝達因子として、TGF-beta、Smad2/3 を介する経路、MAP キナーゼファミリーの活性化、転写因子NF-kappaB の活性化のほかに、転写因子HIF-1 の関与が予想される。TGF-beta 、コバルト、ニッケルはHIF-１を誘導することが報告されており、私たちの予備実験の結果からHIF-1alphaの転写活性阻害物質や HIF-1alpha分解促進物質はBSMC のCTGF 産生を抑制する結果が得られている。今後、BSMC のOGR1/GPR68 を介するCTGF 産生、TGF-beta 受容体を介するCTGF 産生において、HIF-1 がどのような関与をしているのかについて、siRNA でOGR1の発現をノックダウンしたBSMCなどを用いて解析を進めていきたい。
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