嚢胞性線維症特異的スプライスバリアント発現調節機序の解明と新規治療戦略の開発

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07114
• 研究機関: 崇城大学
• 研究代表者: 首藤 恵子 崇城大学, 薬学部, 講師 (70510692)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: SIGIRR / ヒストン脱アセチル化酵素（HDAC）阻害 / スプライススイッチ

研究実績の概要

1型膜貫通タンパク質であるSIGIRRは、抗炎症性サイトカインであるIL-37bをリガンドとして、Toll様受容体（TLR）による炎症性シグナル伝達を抑制する。
現在までに得られた結果から、慢性気道炎症を主病変とする嚢胞性線維症（CF）の気道上皮細胞では、エキソン8が脱落したドミナントネガティブ変異体Δ8-SIGIRRの発現が増加し、IL-37b-SIGIRR経路の破綻がCFにおけるTLRリガンド誘導性炎症性シグナルの亢進に寄与することが示唆された。
当該年度は、正常型SIGIRRの発現増加によりΔ8-SIGIRRとの発現バランスを是正することを目的として、正常型およびΔ8-SIGIRR発現に対するヒストン脱アセチル化酵素（HDAC）阻害の影響について検討した。
腸管細菌叢の代謝産物である酢酸やプロピオン酸、酪酸などの短鎖脂肪酸は、HDAC阻害作用を有する。そこでCF気道上皮細胞株であるIB3-1細胞に各種短鎖脂肪酸を処理したところ、正常型SIGIRRの発現は増加し、Δ8-SIGIRR発現には大きな変化が認められ無かった。この正常型SIGIRRのみの発現増加を導くスプライススイッチは、多発性骨髄腫の既存治療薬であるHDAC阻害剤パノビノスタットを用いた場合においても確認された。
最後に正常型およびΔ8-SIGIRRの各転写産物コピー数の絶対量を比較するため、デジタルPCR法を用いて解析を行った。これまでの結果と相関して、酪酸とパノビノスタット処理では共に正常型SIGIRRのコピー数が増加した。更に興味深いことに、酪酸処理によるΔ8-SIGIRRのコピー数に変化が無かった一方、パノビノスタット処理では著しく低下した。
以上の結果から、パノビノスタットは正常型SIGIRRの発現および機能を正に調節し、CFにおけるIL-37b-SIGIRR抗炎症経路の回復に寄与する可能性が示唆された。

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

予測と一部異なるものあるが、全体的に相関性のある結果が得られており、現時点で進捗状況に問題は無い。

今後の研究の推進方策

HDAC阻害剤は気管支喘息などのアレルギー性気道炎症を改善させるとの報告がある一方、ヒストンのアセチル化が炎症性サイトカインの転写活性化も促進し、気道炎症へ悪影響をもたらすとの報告も多く存在する。現にHDAC阻害剤処理によりIB3-1細胞からのIL-8産生が増加したことから、正常型SIGIRRの細胞膜上発現増加に伴う抗炎症作用の検出が困難であると判断した。
従って今後は、熊本大学が所有する独自の天然物ライブラリーを活用し、HDAC阻害活性非依存的なSIGIRRスプライス調節作用を有する化合物の探索を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Azithromycin inhibits constitutive airway epithelial sodium channel activation in vitro and modulates downstream pathogenesis in vivo. (2020)
  • 著者名/発表者名: Haruka Fujikawa, Taise Kawakami, Ryunosuke Nakashima, Aoi Nasu, Shunsuke Kamei, Hirofumi Nohara, Yuka Eto, Keiko Ueno-Shuto, Toru Takeo, Naomi Nakagata, Mary Ann Suico, Hirofumi Kai, Tsuyoshi Shuto.
  • 雑誌名: Biological and Pharmaceutical Bulletin 巻: 43 ページ: 725-730
  • DOI: https://doi.org/10.1248/bpb.b19-01091
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intratracheal GLP-1 receptor agonist treatment up-regulates mucin via p38 and exacerbates emphysematous phenotype in mucus hypersecretory obstructive lung diseases. (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Nohara, Ryunosuke Nakashima, Shunsuke Kamei, Haruka Fujikawa, KeikoUeno-Shuto, Taisei Kawakami, Yuka Eto, Mary Ann Suico, Jian-DongLi, Hirofumi Kai, Tsuyoshi Shuto.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 524 ページ: 332-339
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.01.081
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The<I> DsbA-L</I> gene is associated with respiratory function of the elderly via its adiponectin multimeric or antioxidant properties. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Oniki, Hirofumi Nohara, Ryunosuke Nakashima, Yui Obata, Narumi Muto, Yuki Sakamoto, Keiko Ueno-Shuto, Tadashi Imafuku, Yu Ishima, Hiroshi Watanabe, Toru Maruyama, Koji Otake, Yasuhiro Ogata, Mary Ann Suico, Hirofumi Kai, Tsuyoshi Shuto, and Junji Saruwatari.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 5973
  • DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-62872-5
  • 査読あり