選択的遺伝子発現を促すアデノウイルスベクターによる肺線維化抑制治療の基礎的研究

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15591485
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 胸部外科学
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 井上 清俊 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 講師 (50193579)
• 研究分担者: 池田 一雄 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (80275247)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: 肺線維化 / Cre / loxPシステム / adenovirus vector / 線維芽細胞 / 肺胞上皮細胞 / BMP7 / Id2 / Id3

研究概要

肺線維化に対する遺伝子治療の多くは、肺胞上皮細胞を保護しその増殖を促す方法、あるいは線維芽細胞の増殖を抑制する方法のいずれか一方を行ったものである。我々はCre/loxPシステムを備えたアデノウイルスベクターを用いることにより、その両者を同時に行おうと試みた。
TGFβ阻害作用を持つBMP7を発現するloxP virus《CAGプロモーター-loxP-スタッファー配列-loxP-BMP7》の作成に成功した。これにCAGプロモーターを有するCre virus《CAGプロモーター-Cre》を肺線維芽細胞に共感染させることにより、肺線維芽細胞にBMP7を強発現させ、TGFβの線維形成作用を阻害することに成功した。そしてBMP7を発現した線維芽細胞ではbHLH型転位因子の抑制因子として知られているId2およびId3の発現が増加していた。このためloxP virus《CAGプロモーター-loxP-スタッファー配列-loxP-Id2 or Id3》を作成し、Id2およびId3の強発現によってもTGFβの線維形成作用を阻害することに成功した。これらのloxP virusのスタッファー配列内に細胞に生存シグナルを与えるAktやHGF遺伝子を組み込み、すでに作成済みの《collagenプロモーター-Cre》と共感染させることによって、in vivoにおいてはcollagenを産生する肺線維芽にはTGFβの線維形成作用を阻害する遺伝子を発現させ、肺胞上皮細胞には生存シグナルを与える遺伝子を発現させることができるのである。
また、SiRNAを用い、PolimeraseIII系によるsmall hairpin RNAをCre/loxPシステムを備えたアデノウイルスベクターに組み込んで、肺線維芽細胞特異的発現による選択的遺伝子抑制も同時に行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] The timed walk test as a measure of severity and survival in idiopathic pulmonary fibrosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hallstrand TS, Boitano LJ, Johnson WC, Spada CA, Hayes JG, Raghu G.
  • 雑誌名: Eur Respir J 25 ページ: 96-103
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Analyses of efficacy end points in a controlled trial of interferon-gamma1b for idiopathic pulmonary fibrosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: King TE.Jr., Safrin S, Starko KM, Brown KK, Noble PW, Raghu G, Schwartz DA.
  • 雑誌名: Chest 127 ページ: 171-177
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Smad3 null mice develop airspace enlargement and are resistant to TGF-beta-mediated pulmonary fibrosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Bonniaud P, Kolb M, Galt T, Robertson J, Robbins C, Stampfli M, Lavery C, Margetts PJ, Roberts AB, Gauldie J.
  • 雑誌名: J Immunol 173 ページ: 2099-2108
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regional differences in bronchoalveolar lavage and thoracic high-resolution computed tomography results in dyspneic patients with systemic sclerosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Clements PJ, Goldin JG, Kleerup EC, Furst DE, Elashoff RM, Tashkin DP, Roth MD.
  • 雑誌名: Arthritis Rheum 50 ページ: 1909-1917
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transient adenoviral gene transfer of Smad7 prevents injury-induced epithelial-mesenchymal transition of lens epithelium in mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Saika S, Ikeda K, Yamanaka O, Sato M, Muragaki Y, Ohnishi Y, Ooshima A, Nakajima Y, Namikawa K, Kiyama H, Flanders KC, Roberts AB.
  • 雑誌名: Lab Invest 84 ページ: 1259-1270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Idiopathic pulmonary fibrosis : misunderstandings between epithelial cells and fibroblasts? (2004)
  • 著者名/発表者名: Selman M, Pardo A.
  • 雑誌名: Sarcoidosis Vasc Diffuse Lung Dis 21 ページ: 165-172
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Bone morphogenetic protein-7 signals opposing transforming growth factor beta in mesangial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Wang S, Hirschberg R.
  • 雑誌名: J Biol Chem 279 ページ: 23200-23206
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The role of epithelial-to-mesenchymal transition in renal fibrosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zeisberg M, Kalluri R.
  • 雑誌名: J Mol Med 82 ページ: 175-181
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of the c-Myb-responsive region and regulation of the human type I collagen alpha 2 chain gene by c-Myb. (2003)
  • 著者名/発表者名: Luchetti MM, Paroncini P, Majlingova P, Frampton J, Mucenski M, Baroni SS, Sambo P, Golay J, Introna M, Gabrielli A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 278 ページ: 1533-1541
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Occurrence of an activated, profibrotic pattern of gene expression in lung CD8+ T cells from scleroderma patients. (2003)
  • 著者名/発表者名: Luzina IG, Atamas SP, Wise R, Wigley FM, Choi J, Xiao HQ, White B.
  • 雑誌名: Arthritis Rheum 48 ページ: 2262-2274
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Hypoxia modulates the effects of transforming growth factor-beta isoforms on matrix-formation by primary human lung fibroblasts. (2003)
  • 著者名/発表者名: Papakonstantinou E, Aletras AJ, Roth M, Tamm M, Karakiulakis G.
  • 雑誌名: Cytokine 24 ページ: 25-35
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Id proteins in development, cell cycle and cancer. (2003)
  • 著者名/発表者名: Ruzinova MB, Benezra R.
  • 雑誌名: Trends Cell Biol 13 ページ: 410-418
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] BMP7 antagonizes TGF-beta -dependent fibrogenesis in mesangial cells. (2003)
  • 著者名/発表者名: Wang S, Hirschberg R.
  • 雑誌名: Am J Physiol Renal Physiol 284 ページ: F1006-F1013
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] BMP-7 counteracts TGF-beta1-induced epithelial-to-mesenchymal transition and reverses chronic renal injury. (2003)
  • 著者名/発表者名: Zeisberg M, Hanai J, Sugimoto H, Mammoto T, Charytan D, Strutz F, Kalluri R.
  • 雑誌名: Nat Med 9 ページ: 964-968
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] New intracellular components of bone morphogenetic protein/Smad signaling cascades. (2003)
  • 著者名/発表者名: Zwijsen A, Verschueren K, Huylebroeck D.
  • 雑誌名: FEBS Lett 546 ページ: 133-139
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles for insulin-like growth factor I and transforming growth factor-beta in fibrotic lung disease. (2002)
  • 著者名/発表者名: Krein PM, Winston BW.
  • 雑誌名: Chest 122 ページ: 289S-293S
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Two major Smad pathways in TGF-beta superfamily signalling. (2002)
  • 著者名/発表者名: Miyazawa K, Shinozaki M, Hara T, Furuya T, Miyazono K.
  • 雑誌名: Genes Cells 7 ページ: 1191-1204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Role of Id family proteins in growth control. (2002)
  • 著者名/発表者名: Yokota Y, Mori S.
  • 雑誌名: J Cell Physiol 190 ページ: 21-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Pulmonary diseases caused by airborne contaminants in swine confinement buildings. (2001)
  • 著者名/発表者名: Asmar S, Pickrell JA, Oehme FW.
  • 雑誌名: Vet Hum Toxicol 43 ページ: 48-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interaction between GC box binding factors and Smad proteins modulates cell lineage-specific alpha 2(I) collagen gene transcription. (2001)
  • 著者名/発表者名: Inagaki Y, Nemoto T, Nakao A, Dijke P, Kobayashi K, Takehara K, Greenwel P.
  • 雑誌名: J Biol Chem 276 ページ: 16573-16579
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a novel transcriptional activity of mammalian Id proteins. (1999)
  • 著者名/発表者名: Bounpheng MA, Melnikova IN, Dimas JJ, Christy BA.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 27 ページ: 1740-1746
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Extracellular matrix deposition by primary human lung fibroblasts in response to TGF-beta1 and TGF-beta3. (1999)
  • 著者名/発表者名: Eickelberg O, Kohler E, Reichenberger F, Bertschin S, Woodtli T, Erne P, Perruchoud AP, Roth M.
  • 雑誌名: Am J Physiol 276 ページ: L814-L824
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transient gene transfer and expression of Smad7 prevents bleomycin-induced lung fibrosis in mice. (1999)
  • 著者名/発表者名: Nakao A, Fujii M, Matsumura R, Kumano K, Saito Y, Miyazono K, Iwamoto I.
  • 雑誌名: J Clin Invest 104 ページ: 5-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The mouse Id2 and Id4 genes : structural organization and chromosomal localization. (1998)
  • 著者名/発表者名: Mantani A, Hernandez MC, Kuo WL, Israel MA.
  • 雑誌名: Gene 222 ページ: 229-235
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Enhanced and specific gene expression via tissue-specific production of Cre recombinase using adenovirus vector. (1998)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Tanaka K, Lee G, Kanegae Y, Sakai Y, Kaneko S, Nakabayashi H, Tamaoki T, Saito I.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 244 ページ: 455-462
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Immune effector cells in idiopathic pulmonary fibrosis. (1997)
  • 著者名/発表者名: Agostini C, Siviero M, Semenzato G.
  • 雑誌名: Curr Opin Pulm Med 3 ページ: 348-355
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] TGF-beta receptor-mediated signalling through Smad2, Smad3 and Smad4. (1997)
  • 著者名/発表者名: Nakao A, Imamura T, Souchelnytskyi S, Kawabata M, Ishisaki A, Oeda E, Tamaki K, Hanai J, Heldin CH, Miyazono K, ten Dijke P.
  • 雑誌名: Embo J 16 ページ: 5353-5362
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation of Ser465 and Ser467 in the C terminus of Smad2 mediates interaction with Smad4 and is required for transforming growth factor-beta signaling. (1997)
  • 著者名/発表者名: Souchelnytskyi S, Tamaki K, Engstrom U, Wernstedt C, ten Dijke P, Heldin CH.
  • 雑誌名: J Biol Chem 272 ページ: 28107-28115
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A potent far-upstream enhancer in the mouse pro alpha 2(I) collagen gene regulates expression of reporter genes in transgenic mice. (1996)
  • 著者名/発表者名: Bou-Gharios G, Garrett LA, Rossert J, Niederreither K, Eberspaecher H, Smith C, Black C, Crombrugghe B.
  • 雑誌名: J Cell Biol 134 ページ: 1333-1344
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adenovirus vector technology : an efficient method for constructing recombinant adenovirus and on/off switching of gene expression. (1996)
  • 著者名/発表者名: Kanegae Y, Miyake S, Sato Y, Lee G, Saito I.
  • 雑誌名: Acta Paediatr Jpn 38 ページ: 182-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of type I collagen production by insulin and transforming growth factor-beta in human lung fibroblasts. (1996)
  • 著者名/発表者名: Krupsky M, Fine A, Kuang PP, Berk JL, Goldstein RH.
  • 雑誌名: Connect Tissue Res 34 ページ: 53-62
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Two-step gene transfer using an adenoviral vector carrying the CD4 gene and human immunodeficiency viral vectors. (1996)
  • 著者名/発表者名: Miyake K, Tohyama T, Shimada T.
  • 雑誌名: Hum Gene Ther 77 ページ: 2281-2286
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transformations between epithelium and mesenchyme : normal, pathological, and experimentally induced. (1995)
  • 著者名/発表者名: Hay ED, Zuk A.
  • 雑誌名: Am J Kidney Dis 26 ページ: 678-690
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of the alpha 2(I) collagen gene transcription in fat-storing cells derived from a cirrhotic liver. (1995)
  • 著者名/発表者名: Inagaki Y, Truter S, Greenwel P, Rojkind M, Unoura M, Kobayashi K, Ramirez F.
  • 雑誌名: Hepatology 22 ページ: 573-579
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Radiation and the lung : a reevaluation of the mechanisms mediating pulmonary injury. (1995)
  • 著者名/発表者名: Morgan GW, Breit SN.
  • 雑誌名: Int J Radiat Oncol Biol Phys 31 ページ: 361-369
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The epidemiology of interstitial lung diseases. (1994)
  • 著者名/発表者名: Coultas DB, Zumwalt RE, Black WC, Sobonya RE.
  • 雑誌名: Am J Respir Crit Care Med 150 ページ: 967-972
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transforming growth factor-beta stimulates alpha 2(I) collagen gene expression through a cis-acting element that contains an Sp1-binding site. (1994)
  • 著者名/発表者名: Inagaki Y, Truter S, Ramirez F.
  • 雑誌名: J Biol Chem 269 ページ: 14828-14834
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytokines and pulmonary fibroses (1993)
  • 著者名/発表者名: Carre P, Leophonte P.
  • 雑誌名: Rev Mal Respir 10 ページ: 193-207
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より