microRNA-21の敗血症に対する制御活性を用いた新たな診断・治療法の開発

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08893
• 研究機関: 東京医科大学
• 研究代表者: 蒲原 英伸 東京医科大学, 医学部, 教授 (90398222)
• 研究分担者: 江嶋 正志 熊本大学, 病院, 助教 (20718316) ; 早田 学 熊本大学, 病院, 助教 (30646120) [辞退] ; 鷺島 克之 熊本大学, 病院, 講師 (40336235) ; 徳永 健太郎 熊本大学, 病院, 助教 (50751335)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: microRNA / Sepsis / SIRS / inflammation / miR-21 / PDCD4 / PTEN

研究実績の概要

敗血症診療はSSCG(Survival Sepsis Campaign Guideline)の啓蒙により徐々に改善傾向にあるが、敗血症性ショックの死亡率は世界的にも30%を超える状況にあ る。これまで、サイトカインやメディエーターなどの種々の分子の同定及び標的治療などの臨床研究は行われてきたが、有効な治療法とは言えない。我々は根本 的に治療標的戦略を見直し、microRNAの生物学的な多様性(種々の生物活性の制御メカニズム)に着眼して解析を進めてきた。PDCD-4(Programmed Cell Death- 4)は食道癌に対して抑制的に作用するが、miR-21はPDCD-4の発現を負に制御することにより食道癌の進展に寄与することを報告した(CCR6,2009)。miR-21の発現 は血清中のExosome内にも認められ、血清を介した周囲環境および生体全体との相互関係が存在する可能性を指摘した(Cnacer 2013)。一方、PDCD-4が炎症反応に対して抑制的に作用することが明らかになり(Natutre Immunol 2009)、miR-21がPDCD4-NFkappaB経路による急性炎症を制御する可能性とPTEN-Akt経路による臓器傷害を予防できる可能性を明らかにする ことを目的としている。敗血症の患者血清中のmiR-21の測定と全身の重症度との関係を検証中である。またmiR-21が敗血症による炎症の治療薬として意義を検証す るために、単球由来細胞株のTHP-1細胞を用いてLPSなどによるサイトカイン産生がmiR-21により制御可能かどうかの検証を行う。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナ感染のパンデミックに伴い、診療業務変更により、検体採取、実験進行に支障を生じた影響がある。現在、敗血症患者の血清の採取を引き続き継続している。-80°Cにてストック中の血清を用いてExosomeを分離し、miR-21の発現と臨床的情報との関連性をSPSSなどの統 計ソフトを用いて解析中である。また、好中球や単球中のPDCD-4およびPTENのmRNAの発現をTaqMan Real Time PCRにて検証している。miR-21が敗血症の治療薬 (炎症制御薬)としての仮説を立証すべく、THP-1細胞株を用いてのLPSによるサイトカイン産生の系を確立させ、Real Time PCRにてその発現制御を確認中であ る。

今後の研究の推進方策

miR-21とPDCD4およびPTENの発現との関連性の解析については、THP-1, HL-60細胞のような免疫担当細胞由来の細胞株を用いて、LPS刺激などによる解析を進めて いく予定である。免疫担当細胞株をLPS刺激にて炎症を惹起させる。そこにmiR-21を添加し炎症を抑制させるメカニズムが存在するか明らかにする。 Exosome内のmiR-21がより分子構造上安定であるために、患者血清から採取した血清中のExosomeのmiR-21の発現状態を認識した上の miR-21のInhibitiorによる サイトカイン産生などの活性が制御可能かどうかも検証する。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナ感染パンデミックにより、診療業務が制限され、検体採取や実験進行に支障を生じた。また、研究代表者が所属k機関を異動し、研究予算を早急に使用することができなかった。また、前施設からの研究資材の搬送に時間・予算を要した点が挙げられる。今後、敗血症患者のExosomal miRNA-21の発現と種々の臨床的dataとの比較検証を行う。特に、炎症との関連性を明らかにするために、分子生物学的手法により、miRNA の精製および発現解析のために必要なExosome精製kit、MegaMax nucleic acid isolation kit, TaqMan probe based real time PCR kitなどの消耗品を主体に予 算が発生する。また、免疫担当細胞の分離精製のための、バッファーなどの消耗品、単球由来の細胞株を用いた際の、細胞培養に関する消耗品に予算を使用して いく予定である。また、敗血症とmiRNAの発現に関する報告と学会における情報収集のために、旅費、参加費などの諸経費が発生する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Vancomycin Dose Individualization Strategy by Bayesian Prediction in Patients Receiving Continuous Renal Replacement Therapy. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kazutaka Oda,Hirofumi Jono,Hidenobu Kamohara,Kazuhiko Nishi,Naomi Tanoue,Hideyuki Saito
  • 雑誌名: Pharmaceutical Research 巻: 37 ページ: 108
  • DOI: 10.1007/s11095-020-02820-0.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antimicrobial de-escalation in the critically ill patient and assessment of clinical cure: the DIANA study. (2020)
  • 著者名/発表者名: De Bus L, Depuydt P, Steen J, Dhaese S, De Smet K, Tabah A, Akova M, Cotta MO, De Pascale G, Dimopoulos G, Fujitani S, Garnacho-Montero J, Leone M, Lipman J, Ostermann M, Paiva JA, Schouten J, Sjovall F, Timsit JF, Roberts JA, Zahar JR, Zand F, Zirpe K, De Waele JJ, DIANA study group(including Hidenobu Kamohara).
  • 雑誌名: Intensive Care Medicine 巻: 46 ページ: 1404-1417
  • DOI: 10.1007/s00134-020-06111-5.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 当院における COVID-19 の初期および 急速蔓延期の対応について (2020)
  • 著者名/発表者名: 蒲原英伸、須田慎吾、奈倉武郎、池田寿昭
  • 学会等名: 日本集中治療医学会 第4回関東甲信越支部学術集会
• [学会発表] COVID-19 等が鑑別に挙げられた カンジダ血症の一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 向坂滉太郎、須田慎吾、奈倉武郎、蒲原英伸、 池田寿昭
  • 学会等名: 日本集中治療医学会 第4回関東甲信越支部学術集会
• [学会発表] ICUにおける栄養士の役割(特に多職種回診時における積極的介入) (2020)
  • 著者名/発表者名: 蒲原英伸、奈倉武郎、須田慎吾、池田昭寿
  • 学会等名: 第35回日本臨床栄養代謝学会学術集会
• [学会発表] PICS予防を念頭とした、栄養士と理学療法士を主軸としたICUチーム介入 (2020)
  • 著者名/発表者名: 蒲原英伸、須田慎吾、奈倉武郎、池田昭寿
  • 学会等名: 第47回日本集中治療医学会学術集会
• [学会発表] 難治性の下肢痛及び腰痛に対しデクスメデトミジンが著効した一症例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 奈倉武郎、須田慎吾、吉岡大和、小野聡、西山隆久、蒲原英伸、池田寿昭
  • 学会等名: 第47回日本集中治療医学会学術集会
• [学会発表] 血球貪食症候群を呈しランダム皮膚生検によって診断に至った血管内リンパ腫の一例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 須田慎吾、奈倉武郎、小林敏倫 吉岡大和、西山隆久、小野聡、蒲原英伸、池田寿昭
  • 学会等名: 第47回日本集中治療医学会学術集会
• [学会発表] プロテインC欠乏症を誘因とした門脈・上腸間膜静脈血栓症に対して保存的加療が奏功した1例 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林敏倫、須田慎吾、中川雅、佐野達、筒井りな、奈倉武郎、蒲原英伸、池田寿昭、河地 茂行
  • 学会等名: 第47回日本集中治療医学会学術集会