| 研究課題/領域番号 |
17K11468
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
崎元 暢 日本大学, 医学部, 准教授 (20465272)
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| 研究分担者 |
山上 聡 日本大学, 医学部, 教授 (10220245)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 角膜炎症 / インフラマソーム |
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| 研究実績の概要 |
細胞内パターン認識受容体であるNLRP3（NACHT, LRR and PYD domains-containing protein 3）の活性化を引き金とするインフラマソームの発現亢進が、様々な炎症病態に関連することが最近明らかとなっている。眼表面にあり外的要因からの影響を受ける角膜におけるインフラマソームとの関連を報告した研究は少ないため、本研究ではまず角膜炎症とインフラマソームとの関連を明らかにすることを目的とした。WTマウスおよびNLRP3ノックアウトマウスに対しLPS・ペプチドグリカン点眼、アルカリ外傷を作製し角膜炎症を惹起することで、角膜炎症におけるインフラマソームの役割について検討した。LPS点眼マウスにおいてWTマウスにおける角膜実質中の好中球浸潤と、インフラマソーム関連因子であるNLRP3、アダプター蛋白ASC、Caspase-1、IL-1βの発現亢進を認め、NLRP3ノックアウトマウスではLPS点眼後の好中球浸潤を強く抑制した。また、MMP（matrix metalloproteinase）-9発現を抑制することが明らかとなった。アルカリ外傷モデルでは、やはりNLRP3ノックアウトマウスにおいて角膜実質中の好中球浸潤とMMP-9発現、IL-1β発現を有意の抑制でき、NLRP3ノックアウトマウスにおいてアルカリ外傷による角膜混濁も有意に抑制された。しかし、同じ貪食細胞でありインフラマソーム関連の報告が多いマクロファージについては、NLRP3ノックアウトマウスにおいて逆に浸潤が有意に増加することが示された。これらのことから、角膜炎症におけるNLRP3インフラマソームの重要な役割が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
NLRP3ノックアウトマウスを用いて、LPS点眼・アルカリ外傷という2つの炎症モデルにおいてNLRP3依存性の炎症病態を示すことをできたことがおおむね順調に進展していると判断した最大の要因である。また、LPS点眼によってWTマウスに角膜実質中に好中球浸潤とNLRP3インフラマソーム関連因子の発現亢進を惹起させるモデルも順調に作製できたこともおおむね順調に進んでいる要因と考えている。マウス角膜切片から角膜実質のみを単離してRT-PCRを行うレーザーキャプチャーマイクロダイセクションも順調に稼働しており、LPS点眼モデルにおけるNLRP3ノックアウトマウスでのMMP-9発現低下、アルカリ外傷モデルにおけるNLRP3ノックアウトマウスでのIL-1、MMP-9発現低下を示すことができた。一方、当初は予期していなかった事象として、アルカリ外傷モデル角膜におけるNLRP3ノックアウトマウスでのマクロファージ浸潤増加があり、今後の検討課題である。
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| 今後の研究の推進方策 |
インフラマソームの抑制因子としてはオートファジーによる制御が挙げられる。角膜炎症におけるオートファジーの役割は明らかではなく、上述の実験系においてオートファジー関連蛋白の発現について、免疫組織化学的検討とウエスタンブロット法を用いてmTOR、Atg7、LC3発現を検討し、WT・NLRP3ノックアウトマウスにおけるインフラマソームとの関連を検討する予定である。
また、角膜炎症においてNLRP3依存性の好中球浸潤が生じることが明らかになった一方、アルカリ外傷モデル角膜においてはNLRP3ノックアウトマウスでは逆に浸潤が亢進するという結果が得られたため、好中球・マクロファージ誘導に関するケモカイン・サイトカイン発現とインフラマソーム関連因子の検討を行っていく。
これらインフラマソームの上流・下流因子について角膜における挙動は全く不明であり、それらが明らかになることで今後の治療への応用も可能となってくると思われる。
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