| 研究課題/領域番号 |
22K08291
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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 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
原 弘道 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70398791)
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| 研究分担者 |
荒屋 潤 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90468679)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023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)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | cGAS-STING / COPD / cgas-sting |
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| 研究開始時の研究の概要 |
培養細胞を用いた検討、手術肺組織を用いた検討、マウスモデルを用いた検討を行い、COPD病態進展におけるcGAS-STING系の役割を明らかとする。細胞老化の機序を解明することで老化関連肺疾患であるCOPDの新規治療の開発への足がかりとする
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| 研究実績の概要 |
慢性閉塞性肺疾患（COPD）は加齢とともにその頻度が増加する老化関連呼吸器疾患であり、実際にCOPD肺組織では老化した上皮細胞が増加している。COPDの原因は喫煙であり、喫煙誘導細胞老化がCOPD病態に重要と考えられている。
我々はこれまで不十分なマイトファジーによる傷害ミトコンドリアの蓄積や、核膜ラミナ構成タンパクであるLaminB1の発現低下が喫煙誘導細胞老化を促進し、COPD病態に重要であることを報告してきた。cGAS-STING系は通常は外来生物由来の二本鎖DNAを認識して免疫反応を引き起こすが、最近では、DNA損傷因子により誘導される細胞質染色体断片（cytosolic chromatin fragment；CCF）を認識し、細胞老化を制御することが報告されている。そこで、我々は、不十分なマイトファジーに伴うミトコンドリアDNAの放出やLaminB1発現低下によるCCF放出が、cGAS-STING系を活性化し、喫煙誘導細胞老化を制御している可能性を考えた。本研究では、COPD患者肺検体の検討、そして、in vitroとin vivoのCOPDモデルを用いて、cGAS-STING系が喫煙誘導細胞老化及びSASPを制御し、COPD病態進展に関与する可能性を明らかにする。
COPD肺組織におけるcGAS-STING系の活性化の評価を行ったところ、COPD肺組織ではコントロールと比べcGAS、STINGいずれも発現が増加しており、COPDにおけるcGAS-STING系の活性化の可能性が示唆された。一方、COPDと同じ老化関連呼吸器疾患であるIPFではcGAS、STINGいずれの発現も発現の増加はみられたがCOPDに比べると軽度であった。また、分離した気道上皮細胞を用いた検討では、 cGAS-STINGの抑制が喫煙誘導細胞老化を抑制することが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究はヒトCOPDの病態を明らかとするための検討である。臨床検体の免疫組織染色の結果から、COPDにおけるcGAS-STING系の活性化の可能性が示唆された。また、In Vitroの検討でも cGAS-STING が喫煙誘導細胞老化に重要であることが示された。条件検討に時間がかかり、やや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
COPD肺組織でcGAS-STING系の活性が上がっていることを免疫組織染色やホモジェネートを用いて明らかとする。さらに、手術検体から分離した気道上皮細胞を用いたIn vitroの検討で、喫煙刺激がcGAS-STING系の活性に及ぼす影響、喫煙誘導細胞老化におけるcGAS-STINGの役割を明らかとする。細胞老化は老化関連βガラクトシダーゼ染色、Histone H2AX染色、p16とp21発現で検討する。cGAS-STING系の活性化は、STING、TBK1、IRF3の発現量とリン酸化、さらにNF-κBの活性化で評価する。SASPは、IL-1β、IL-6、IL-8をｑPCRとELISA法で評価する。
さらに、喫煙刺激によるcGAS-STING系の活性化の機序を明らかとする。傷害ミトコンドリア蓄積とミトコンドリアDNAがcGAS-STING系の活性化に関連していることが予想されるため、PARK2ノックダウン、あるいは、PARK2を過剰発現のcGAS-STING系の活性化への影響を確認する。さらに、 CCCP刺激によるミトコンドリア除去の影響も確認する。
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