COVID-19における口腔感染上皮エクソソームによる口肺連関の解明と創薬展開

研究課題

研究課題/領域番号	22K19623
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分57:口腔科学およびその関連分野
研究機関	岡山大学
研究代表者	沢禎彦岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (70271666)
研究分担者	加藤幸成東北大学, 医学系研究科, 教授 (00571811) 寺町順平岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (20515986)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス	交付 (2023年度)
配分額 *注記	6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円) 2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円) 2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
キーワード	COVID-19 / ARDS / SARS-CoV-2 / ACE2 / TMPRSS2 / エクソソーム / cargo / 口腔 / TLR7 / 染口腔上皮 / 肺 / 上皮
研究開始時の研究の概要	この研究は、いわゆるコロナウイルスが感染した口腔粘膜において、ウイルス感染細胞の出す特有の分泌物が血中に入り、循環系を介して肺に達し異常な肺炎を引き起こす可能性を解明します。また、独自に作製したコロナウイルス抗体を、生体に悪影響のない細胞分泌物に閉じ込め、血中に入れてウイルスを中和する創薬展開を目的とします。コロナの急性呼吸器不全症候群に口腔医学から挑戦する意義があります。
研究実績の概要	COVID-19 の急性呼吸器不全症候群 ARDSの創薬は喫緊の課題である。SARS-CoV-2はangiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) を標的とする。SARS-CoV-2スパイク蛋白がtransmembrane serine protease 2 (TMPRSS2) で切断されウイルスゲノムが細胞に侵入して認識されるとACE2発現の低下とACE2リガンドangiotensin IIの血中濃度増加が起こり、I型angiotensin受容体（AT1R）信号の増加がIL-6受容体をsolubleに変換してIL-6-sIL-6R複合体が過剰形成され、気管支・肺胞上皮にNF-kB過剰活性化によるIL-6 amplifier (IL-6 アンプ)すなわちサイトカイン放出症候群cytokine release syndrome (CRS, サイトカインストーム)が起こりARDSとなる。本研究では、SARS-CoV-2 entry factorの発現を生体により近い状態で検証するため、申請者の舌などを実験室で切除、即座に凍結切片にて検索しACE2およびTMPRSS2の口腔粘膜における強い発現を確認、手術組織でも発現を確認することができた。一方、細胞が放出するエクソソームを介した細胞間コミュニケーションは近年飛躍的に研究が進み、エクソソームcargo分子による送達細胞のシグナル変換誘導が解明された。本研究は、SARS-CoV-2 コアおよびカプシド由来タンパクを添加培養したヒト口腔粘膜上皮細胞が放出したエクソソームに、これらのタンパクが含まれること、同様に培養したマウス上皮細胞由来培養上清から精製したエクソソーム含有液をマウス口腔に投与すると、肺に炎症性変化をもたらすことを明らかにした。
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 SARS-CoV-2の口腔粘膜における発現に関するin vivo研究計画に関しては、申請者の舌などを実験室で切除した凍結切片にて検索を終了し、ACE2およびTMPRSS2の口腔粘膜における強い発現を確認、手術組織でも発現を確認することができた。またin vitro研究計画に関しては、ヒト口腔粘膜上皮細胞にSARS-CoV-2 コアおよびカプシド由来タンパクを添加培養した培養液上清から、培養細胞が放出したエクソソームに、これらのタンパクが含まれることを証明することができた。さらに、同様に培養したマウス上皮細胞由来培養上清から精製したエクソソーム含有液をマウス口腔に投与すると、肺に炎症性変化をもたらすことを明らかにした。現在、これらの論文を執筆中であるため、概ね順調と判断した。
今後の研究の推進方策	培養したマウス上皮細胞由来培養上清から精製したエクソソーム含有液をマウス口腔に投与すると、肺に炎症性変化をもたらすことに関して、種々の生化学的分析とマウスの生存曲線を作成中で、SARS-CoV-2の口腔粘膜感染に関する動物エクソソームモデルの完遂を強力に推進していく予定でる。