進行性線維化を伴う膠原病関連間質性肺疾患における肺胞マクロファージの役割の解明

• 研究課題/領域番号: 21K16304
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分54020:膠原病およびアレルギー内科学関連
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 藤井 渉 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 専攻医 (60755643)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 膠原病関連間質性肺疾患 / 進行性線維化を伴う間質性肺疾患 / 肺胞マクロファージ / 好中球 / 気管支肺胞洗浄液 / scRNA-seq / シングルセルRNA-seq / PF-ILD / 未成熟好中球 / C1qマクロファージ

研究開始時の研究の概要

膠原病関連間質性肺疾患(CTD-ILD)の中で進行性線維化を伴う間質性肺疾患(PF-ILD)が臨床上大きな問題となっている。近年肺胞マクロファージの様々な亜分画が報告されているが、PF-ILDにおける肺胞マクロファージの関与は不明である。本研究ではPF-ILDの特徴を持つCTD-ILD患者の気管支肺胞洗浄液(BALF)にシングルセルRNA-seqおよびリピドミクス解析とフローサイトメトリーを組み合わせたオミクス解析により細胞機能変化を比較し、末梢血単球と肺胞マクロファージ亜分画の関連およびPF-ILDにおける肺胞マクロファージの病態への関与を解明し、その制御による新たな治療標的の発見を目指す。

研究成果の概要

膠原病関連間質性肺疾患(CTD-ILD)などの間質性肺疾患では、適切な治療にも関わらず進行性肺線維化をきたす病態（PF-ILD）が問題となっているが、その病態には不明な点が多く特異的バイオマーカーもない。本研究ではPF-ILDの特徴を示すCTD-ILD患者の気管支肺胞洗浄液(BALF)中で、炎症性サイトカインIL-6と補体成分C3a, C4a, C5aが上昇していることを見出した。またscRNA-seqによりケモカイン陽性肺胞マクロファージとMMP9陽性好中球、未成熟好中球がPF-ILDで増加していることを発見した。これらの知見から自然免疫系異常が進行性肺線維化の病態に関与すると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって膠原病関連間質性肺疾患(CTD-ILD)の中で免疫抑制治療にも関わらず進行性肺線維化をきたすPF-ILDの免疫学的特徴が明らかとなった。すなわち、PF-ILD患者BALF中でIL-6と補体成分C3a, C4a, C5aが上昇し、ケモカイン陽性肺胞マクロファージとMMP9陽性好中球、未成熟好中球が増加していた。これらの研究結果から肺胞マクロファージと好中球の相互作用と機能変化がPF-ILDの主たる病態であると考えられ、これら自然免疫系細胞サブセットや液性因子の変化がPF-ILDを予測するバイオマーカーや新たな治療標的候補となり得るか、今後前向き試験により検証を進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Immunological characteristics of Bronchoalveolar Lavage Fluid and Blood across Connective Tissue Disease- associated Interstitial Lung Diseases (2024)
  • 著者名/発表者名: Aiko Hirano, Aki Sakashita, Wataru Fujii, Kevin Bassler, Taisuke Tsuji, Masatoshi Kadoya, Atsushi Omoto, Noriya Hiraoka, Tatsuya Imabayashi, Yoshiko Kaneko, Hideaki Sofue, Yosuke Maehara, Takahiro Seno, Makoto Wada, Masataka Kohno, Wataru Fukuda, Kei Yamada, Koichi Takayama, Yutaka Kawahito
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cervical lymphadenitis caused by Mycobacterium avium in a patient treated with Janus kinase inhibitors (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii W, Chang L, Inui T, Ishizaka S, Kawahito Y
  • 雑誌名: International Journal of Infectious Disease 巻: 133 ページ: 57-59
  • DOI: 10.1016/j.ijid.2023.05.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Single-cell RNA sequencing of bronchoalveolar lavage fluid and blood reveals disease-specific characteristics of immune cells in connective tissue disease-associated interstitial lung disease patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirano A, Fujii W, Sakashita A, Bassler K, Kadoya M, Omoto A, Fukuda W, Seno T, Wada M, Kohno M, Kawahito Y
  • 学会等名: European Congress of Rheumatology (EULAR) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] The characteristics of progressive fibrosing interstitial lung disease inconnective tissue diseases with single-cell RNA sequencing of bronchoalveolar lavage fluid (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii W, Sakashita A, Hirano A, Bassler K, Kadoya M, Omoto A, Fukuda W, Seno T, Wada M,Kohno M, Kawahito Y
  • 学会等名: European Congress of Rheumatology (EULAR) 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Alveolar macrophage subpopulations and immature neutrophils are hallmark of progressive pulmonary fibrosis in connective tissue disease-associated interstitial lung disease patients (2023)
  • 著者名/発表者名: Fujii W, Hirano A, Sakashita A, Sofue H,Kadoya M, Omoto A, Fukuda W, Wada M,Kohno M, Kawahito Y
  • 学会等名: 第67回日本リウマチ学会学術集会
• [学会発表] 気管支肺胞洗浄液のシングルセル解析による膠原病関連間質性肺疾患の病態解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 藤井渉
  • 学会等名: 第32回日本リウマチ学会近畿支部学術集会基礎シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] シングルセルRNA-seqによる膠原病関連間質性肺疾患の病態解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤井 渉、平野愛子、阪下 暁、辻 泰佑、平岡 範也、今林達哉、金子美子、髙山浩一
  • 学会等名: 第62回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] シングルセルRNAシーケンスによる膠原病関連間質性肺疾患の病態解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤井 渉
  • 学会等名: 第9回JCRベーシックリサーチカンファレンス
• [学会発表] Multiple alveolar macrophage states in connective tissue disease-associated interstitial pneumonia patients revealed by single-cell RNA-seq (2021)
  • 著者名/発表者名: Wataru Fujii, Takahiro Seno, Kazuki Fujioka, Yutaka Kawahito
  • 学会等名: 第50回日本免疫学会総会・学術集会