重症難治性喘息への挑戦 抗炎症性脂質メディエーターの作用解析から創薬へ向けた研究

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08382
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 久田 剛志 群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (10344938)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 重症気管支喘息 / 脂質メディエーター / ω３脂肪酸 / resolvin

研究実績の概要

重症喘息に対する適切な治療法は未だ十分とは言えないため、喘息発症・増悪をもたらす病態の解明や新規治療法の開発を目指すことを研究の目標としている。重症喘息に対する新たな治療アプローチとなる可能性を秘めた新規抗炎症性脂質メディエーター、特にResolvin E3（RvE3）に関する基礎的検討を実施した。Resolvinなどのω３系脂肪酸から生成される炎症収束作用を持った抗炎症性脂質メディエーター群は、ホメオスタシス調整機能の一端を担う物質であるため、その産生低下や機能不全が炎症収束破綻をもたらし喘息発症、増悪などにもつながると考えている。この病態の解明と治療への応用を発展させることを目的として研究を前進させた。ハウスダストマイト（HDM）誘導喘息モデルマウスにおけるResolvin E (RvE)群の炎症収束効果の解析を行った。HDM点鼻終了後にRvE群を投与し、メサコリンに対する気道抵抗測定、肺胞洗浄液中の炎症性細胞について解析し、比較した。肺胞洗浄液中のサイトカインについてもELISA法で評価した。次に、各RvE群の作用機序解明（in vitro実験）も行った。RvE3は、RvE1やRvE2と比較して、より強力にこのアレルギー性喘息モデルで効果を示した。また、RvE3のこの作用機序は、樹状細胞からのIL-23/IL-17産生を抑制することにより惹起されることが示唆された。また、RvE3の作用に関してその受容体を確認することができた。これらの成果の一端を2019年8月にFASEB J 誌に発表することができた（Resolvin E3 attenuates allergic airway inflammation via the interleukin-23-interleukin-17A pathway. FASEB J. 2019;33:12750-12759）。

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

本研究における2018および2019年度の目標であったハウスダストマイト（HDM）誘導喘息モデルマウスにおけるRvE群の炎症収束効果の解析については、おおむね予定どおり実行できている。これまでの予備実験どおりRvE3投与群がRvE1投与群と同等以上の肺胞洗浄液中の総細胞数、マクロファージ、好酸球、リンパ球数の減少効果を示すことが確認できた。特に、総細胞数と好酸球数において、有意にRvE1やRvE2よりも抑制していることが示せた。In vivo実験において、HDM点鼻終了後にRvE群を投与し、メサコリンに対する気道抵抗を測定した結果、RvE3は気道過敏性亢進を抑制することも明らかとなった。以上より、RvE3はHDMにより惹起されるアレルギー性気道炎症を抑制し、気管支喘息の重要な指標の一つである気道過敏性も抑えることが示され、今後の治療戦略を考えるうえで有用な物質であることが示唆された。また、RvE3のこの作用のメカニズムを検討するためにin vitroの実験を行った。マウスから採取した骨髄由来樹状細胞（BMDC）をHDMで刺激するとIL-23産生が亢進するが、この反応をRvE3は有意に抑制することが明らかとなった。また、RvE3の受容体に関しては明らかにされていなかったため、検討を行いLTB4のリガンドでもあるLTB1がRvE3の受容体としても関与していることを明らかにした。以上より、RvE3のHDMによるアレルギー性気道炎症を抑制する作用機序の一つは、樹状細胞からのIL-23/IL-17産生抑制によることが示唆され、今後の研究発展に向けての成果を示すことができた。

今後の研究の推進方策

HDM点鼻終了後にRvE群を投与し、メサコリンに対する気道抵抗測定、肺胞洗浄液中の炎症性細胞について解析を進めていく。HDMは喘息にとって最も重要な抗原であり、Th2リンパ球を介したアレルギー性炎症を惹起するのみならず、気道上皮細胞を傷害し、IL-33やTSLPを産生させ、２型自然リンパ球（ILC2）を介して多量のIL-5産生を起こす自然免疫系のnon-allergic eosinophilic inflammationも惹起していることが近年報告されており、その新しい機序と重症難治化との関連について注目されている。肺局所でのサイトカインについてもELISA法で評価する。RvE群は樹状細胞のみならず、マクロファージに対しても重要な作用があると予想している。マウス骨髄由来単球をM－CSFで7日間刺激後、抗F4/80抗体磁気ビーズによりマクロファージを単離し、これにHDM刺激に相当するIL-4,IL-33を添加すると、喘息において炎症促進性に働くM2マクロファージに分化し好酸球やTh2細胞を誘導するケモカインであるCCL17を産生する。RvE1,RvE3はこの産生を抑制することを予備実験で確認しているため、さらに研究を前進させたい。また、SPMsのうちLipoxin A4がILC2からのIL-13産生抑制をもたらすことが報告されている。RvE3に同様の作用があると予想しているため、今後は、各RvE群のILC2からの炎症性サイトカイン産生抑制作用についても解析する。

研究成果

• [雑誌論文] Resolvin E3 attenuates allergic airway inflammation via the interleukin‐23‐interleukin‐17A pathway (2019)
  • 著者名/発表者名: Sato Makiko、Aoki‐Saito Haruka、Fukuda Hayato、Ikeda Hiroyuki、Koga Yasuhiko、Yatomi Masakiyo、Tsurumaki Hiroaki、Maeno Toshitaka、Saito Tsugumichi、Nakakura Takashi、Mori Tetsuya、Yanagawa Masataka、Abe Mitsuhiro、Sako Yasushi、Dobashi Kunio、Ishizuka Tamotsu、Yamada Masanobu、Shuto Satoshi、Hisada Takeshi
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 33 ページ: 12750～12759
  • DOI: 10.1096/fj.201900283R
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Treatment with Tumor Necrosis Factor-α Inhibitors, History of Allergy, and Hypercalcemia Are Risk Factors of Immune Reconstitution Inflammatory Syndrome in HIV-Negative Pulmonary Tuberculosis Patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Hachisu Yoshimasa、Koga Yasuhiko、Kasama Shu、Kaira Kyoichi、Yatomi Masakiyo、Aoki-Saito Haruka、Tsurumaki Hiroaki、Kamide Yosuke、Sunaga Noriaki、Maeno Toshitaka、Ishizuka Tamotsu、Hisada Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 9 ページ: 96～96
  • DOI: 10.3390/jcm9010096
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bacteriologically Determined <i>De Novo</i> Tuberculosis during Tumor Necrosis Factor-α Inhibitor Therapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Gen、Kobayashi Hiroyuki、Saito Yasuyuki、Ohsawa Sho、Suzuki Kuniaki、Ishihara Shinichi、Hisada Takeshi
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 58 ページ: 3593～3596
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.3054-19
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapid Effect of Benralizumab for Hypereosinophilia in a Case of Severe Asthma with Eosinophilic Chronic Rhinosinusitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsurumaki、Matsuyama、Ezawa、Koga、Yatomi、Aoki-Saito、Chikamatsu、Hisada
  • 雑誌名: Medicina 巻: 55 ページ: 336～336
  • DOI: 10.3390/medicina55070336
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pirfenidone Improves Familial Idiopathic Pulmonary Fibrosis without Affecting Serum Periostin Levels (2019)
  • 著者名/発表者名: Koga Yasuhiko、Hachisu Yoshimasa、Tsurumaki Hiroaki、Yatomi Masakiyo、Kaira Kyoichi、Ohta Shoichiro、Ono Junya、Izuhara Kenji、Dobashi Kunio、Hisada Takeshi
  • 雑誌名: Medicina 巻: 55 ページ: 161～161
  • DOI: 10.3390/medicina55050161
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Possible Serological Markers to Predict Mortality in Acute Exacerbation of Idiopathic Pulmonary Fibrosis (2019)
  • 著者名/発表者名: Hachisu Yoshimasa、Murata Keisuke、Takei Kousuke、Tsuchiya Takuma、Tsurumaki Hiroaki、Koga Yasuhiko、Horie Takeo、Takise Atsushi、Hisada Takeshi
  • 雑誌名: Medicina 巻: 55 ページ: 132～132
  • DOI: 10.3390/medicina55050132
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Resolvin E3 dampens asthmatic inflammation in a murine model through IL-23 pathway (2019)
  • 著者名/発表者名: Makiko Sato, Haruka Aoki-Saito, Hayato Fukuda, Hiroyuki Ikeda, Yasuhiko Koga, Masakiyo Yatomi, Hiroaki Tsurumaki, Kazutaka Takehara, Takashi Nakakura, Tetsuya Mori, Tsugumichi Saito, Kunio Dobashi, Masanobu Yamada, Satoshi Shuto, Takeshi Hisada
  • 学会等名: European Respiratory Society 2019, Madrid, Spain
  • 国際学会
• [学会発表] T cell death associated gene 8 mediates MUC5AC expression in acidic conditions (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tsurumaki, Haruka Saito-Aoki, Chihiro Mogi, Koichi Sato, Takashi Nakakura, Yasuhiko Koga, Masakiyo Yatomi, Makiko Sato, Toshitaka Maeno, Kunio Dobashi, Fumikazu Okajima, Takeshi Hisada
  • 学会等名: European Respiratory Society 2019, Madrid, Spain
  • 国際学会