| 研究課題/領域番号 |
19K17678
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| 研究機関 | 京都府立医科大学 |
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研究代表者 |
田宮 暢代 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 研修員 (30569041)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | COPD / 線毛細胞 / 前駆細胞 / ステムセルエイジング / 健康寿命 |
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| 研究実績の概要 |
慢性閉塞性肺疾患（chronic obstructive pulmonary disease :COPD）のマネージメントにおいて、気道感染症予防は鍵である。気道での粘液線毛クリアランスの低下は、気道感染症リスクとなるため、その評価が、感染防御において重要である。本研究では①ヒト初代培養気道上皮細胞におけるCOPD群と非COPD群での線毛機能評価・分化誘導の差異（杯細胞/線毛細胞比）について、②前駆細胞のステムセルエイジングの差異について、③COPD群で長期薬剤負荷培養による分化やステムセルエイジングへの影響も網羅し、新たなCOPDの疾患概念の構築と革新的治療を開発し、健康寿命を延ばす治療を目標とする研究である。
気管支内視鏡検査時に気管支擦過で採取したヒト気管支細胞から前駆細胞を精製、Air Liquid Interface（ALI）培養し、 線毛運動の評価（線毛運動周波数ならびに線毛運動振幅角を測定）、電子顕微鏡による線毛形態変化・気道細胞分化評価・エイジングマーカー評価をCOPD群・非COPD群間で行うことを目的とする。
また、採取患者の喀痰咳嗽症状スコア（CASA-Q）との相関があるかについても評価することも目的とする。
研究機関の医学倫理審査委員会に申請し、通過後、①気管支内視鏡検査時に擦過のみで採取したヒト気管支細胞から前駆細胞を精製し、ALI培養を行い、精製し
た前駆細胞を逐次保存し、②線毛運動の評価、杯細胞/線毛細胞比評価、細胞内pH、細胞内カルシウム濃度、細胞内クロライド濃度、cAMP測定、③COPD治療薬の単回および長期投与における線毛運動評価をおこなっている。協力研究機関の倫理審査委員会に期間を要したが、通過後は細胞採取が進み、患者の症状評価であるCASA-Qとの相関を調査した。最終解析をおこなった後、論文発表予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
前述した目的を達成するため、研究機関に医学倫理審査委員会に申請をおこなった。最終的に半年間程度の審査通過期間を要した。その後は順調に患者より細胞採取ならびに質問票を得た。ただし、同意を得られなければ患者からは採取できないこと、同意を得られても悪性腫瘍の浸潤で採取できうる気管支がない患者も存在することから、プロトコール上の気管支擦過が検査中にできないこともあるため、細胞採取進捗状況は予想範囲内と考えていた。しかし、COVID-19が流行し、病院内でのSARS-CoV2 PCRが行えるまでは安全に細胞を搬送・使用できなかったため一時的に採取を中断し、CT画像によっては採取をさけたりするため、細胞採取の進捗に遅れを生じた。
採取後のヒト気管支細胞細胞については、前駆細胞を精製し、Air Liquid Interface （ALI）培養を行い、精製した前駆細胞を保存する過程においては滞りな
く、培養した気管支細胞における線毛運動の評価（線毛運動周波数Cilia Beat Frequency CBFならびに線毛運動振幅角Cilia Bend Amplitude CBAを測定）や胚細胞/線毛細胞比についての解析は行うことができた。
薬剤の単回および長期投与における線毛運動評価、気道細胞分化能、エイジングマーカー発現量についての評価や培養した気管支細胞における線毛運動の評価（線毛運動周波数Cilia Beat Frequency CBFならびに線毛運動振幅角Cilia Bend Amplitude CBAを測定）や胚細胞/線毛細胞比についての解析もおこなっていたが、2022年度の研究者本人のCOVID-1罹患（研究過程とは関連のない罹患）と罹患後の体力回復（後遺症からの回復）に期間を要し、最終解析と論文化に時間を要していることから、進捗を遅れている、としている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度の研究者本人のCOVID-19罹患ならびに回復に期間を要したが、通常の体制に戻ることができているので、得られた細胞について、前駆細胞を保存していることから、さらなる評価をすすめている。①線毛運動評価、ALI培養時の細胞内pH、細胞内カルシウム
濃度、細胞内クロライド濃度、cAMP測定、気道細胞分化評価・前駆細胞のエイジングマーカー評価をCOPD群・非COPD群間についての比較について進め、一部の結果を学会発表し、論文執筆中である。②喀痰咳嗽スコアとして用いられているCASA-Qに関する集計、相関があるのかどうかを検証する。COPD群のみならず、非COPD群についても行い、論文執筆中である。③COPD患者からの保存細胞から分化したALI培養細胞を用い、COPD治療薬の単回および長期投与における線毛運動評価（CBF、CBA）、気道細胞分化能、エイジングマーカー発現量を評価する。→それぞれの薬剤への反応性・効果に関しては個体差がある場合、phenotyping。
④ ①～③で得られた結果をもとにして、粘液線毛クリアランス機能の改善のみならず、前駆細胞からの杯細胞分化への誘導因子の同定とその抑制、前駆細胞の
エイジングを促進する因子の検証（各種阻害剤、siRNAによるノックダウン、CRISPR/Cas9法によるノックアウト）や、抑制する効果のある薬剤を確証する作業を引き続きおこなっている
さらに、それぞれ①～④について、進捗が遅れていたが、結果を取りまとめ、学会発表を行い、論文作成を行う方針である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究者本人のCOVID-19罹患後の体力回復のため、論文作成に遅延を生じた。そのため、論文投稿時に追加実験を生じる可能性を鑑み、次年度使用額を計上した。
補助事業の目的をより精緻に達成するための研究の実施（追加（再現）実験の実施や学会参加、論文投稿などのためである。
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