生体防御ペプチドLL-37によるエクソソームの放出誘導を介した敗血症の病態制御

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K07486
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 長岡 功 順天堂大学, 医療科学部, 特任教授 (60164399)
• 研究分担者: 射場 敏明 順天堂大学, 医学部, 教授 (40193635) ; 熊谷 由美 順天堂大学, 医学部, 助教 (90277591)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: エクソソーム / エクトソーム / 細胞外小胞 / 敗血症 / 生体防御ペプチド / 抗菌ペプチド / LL-37

研究実績の概要

敗血症では、宿主が細菌感染に対して反応することにより、大量のサイトカインが産生され、多臓器不全や全身性のショックを引をき起こす。しかし敗血症はいまだに有効な治療法がなく、先進国でも致死率が高い疾患である。我々はこれまでに、敗血症マウスモデル (盲腸結紮穿刺 : cecal ligation and puncture, CLP) を用いた研究により、ヒト生体防御ペプチドLL-37をCLPマウスに投与すると、敗血症の症状を軽減させること、また、好中球由来の細胞外小胞 (エクトソーム：大きさ200 nm以上) が増加することを明らかにした。そこで我々は、LL-37が好中球を刺激して、敗血症の病態を改善させるようなエクトソームを放出させるのではないかという観点からエクトソームの機能を解析している。
今年度の研究によって、マウス骨髄から単離した好中球をLL-37で刺激すると、好中球のLL-37受容体であるFPR2 (formyl peptide receptor 2) およびCXCR2 (ケモカイン受容体) を介して、エクトソームの放出が促進されることがわかった。また、このエクトソーム放出は、Ca2+ シグナル、calpain (Ca2+-dependent cysteine protease) 、ROCK (Rho-associated protein kinase) に依存していることがわかった。さらに、好中球をLL-37で刺激した時に放出されるエクトソームをCLPマウスに投与すると、生存率の向上が見られ、また、この時に、血液中および腹水中の細菌数が減少していた。さらにCLPマウスの各臓器の炎症状態を評価したところ、特に肺において顕著な炎症性細胞の浸潤および組織内出血が観察されたが、好中球から放出されたエクトソームをCLPマウスに投与すると、肺の炎症反応が軽減されることがわかった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

２０２２年４月に、保健医療学部（本郷・お茶の水キャンパス）から医療科学部（浦安・日の出キャンパス）に異動し、研究環境が変わったために、研究がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

今年度は、敗血症モデルにおいてLL-37によって放出された細胞外小胞の中でも、大きさが200 nm以上のエクトソームの機能解析を敗血症モデルであるCLPマウスを用いてin vivoで行った。また、LL-37による好中球からのエクトソーム放出機構についてin vitroで解析した。その結果、LL-37刺激によって好中球から放出されたエクトソームがCLPマウスの病態を改善すること、また、LL-37が好中球のFPR2(formyl peptide receptor 2) およびCXCR2 (ケモカイン受容体) に作用して、Ca2+ シグナル、calpain (Ca2+-dependent cysteineprotease) 、ROCK (Rho-associated protein kinase) に依存してエクトソームを放出することがわかった。しかし、LL-37をCLPマウスに投与すると、大きさが約100 nmのエクソソームも増加することから、今後、エクソソームの敗血症における役割について解析する必要がある。

次年度使用額が生じた理由

２０２２年４月に、保健医療学部（本郷・お茶の水キャンパス）から医療科学部（浦安・日の出キャンパス）に異動し、研究環境が変わったために、研究がやや遅れたために次年度使用額が生じた。次年度使用額については、研究遂行のために次年度、有効に使用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Microcoat Biotechnologie GmbH(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Microcoat Biotechnologie GmbH
• [雑誌論文] Modified drug-susceptibility testing and screening culture agar for colistin-susceptible Enterobacteriaceae isolates harboring a mobilized colistin resistance gene mcr-9. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kananizadeh P, Tada T, Oshiro S, Hishinuma T, Tohya M, Uehara Y, Kumagai Y, Nagaoka I, Nishi K, Hashimoto M, Watanabe S, Kirikae T
  • 雑誌名: J Clin Microbiol 巻: 60 ページ: e0139922
  • DOI: 10.1128/jcm.01399-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Age-related differences for expression of the nerve specific proteins after peripheral nerve injury. (2022)
  • 著者名/発表者名: Obata H, Naito K, Kikui A, Nakamura S, Suzuki S, Kawakita S, Suzuki T, Goto K, Nagura N, Sugiyama Y, Nagaoka I, Ishijima M
  • 雑誌名: Exp Ther Med 巻: 24 ページ: 682
  • DOI: 10.3892/etm.2022.11618
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-inflammatory action of dexmedetomidine on human microglial cells. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki S, Yamaguchi K, Someya A, Nagaoka I, Hayashida M
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 23 ページ: 10096
  • DOI: 10.3390/ijms231710096
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prevalence of saliva immunoglobulin A antibodies reactive with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 among Japanese people unexposed to the virus. (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsukinoki K, Yamamoto T, Saito J, Sakaguchi W, Iguchi K, Inoue Y, Ishii S, Sato C, Yokoyama M, Shiraishi Y, Kato N, Shimada H, Makabe A, Saito A, Tanji M, Nagaoka I, Saruta J, Yamaguchi T, Kimoto S, Yamaguchi H
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 66 ページ: 403-410
  • DOI: 10.1111/1348-0421.13011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Human cathelicidin LL-37 induces cell death in autophagy-dysfunctional cells. (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Ohkuma M, Someya A, Mita T, Nagaoka I
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 208 ページ: 2163-2172
  • DOI: 10.4049/jimmunol.2100050
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prevention of metabolic syndrome by phytochemicals and vitamin D. (2022)
  • 著者名/発表者名: Santa K, Kumazawa Y, Nagaoka I
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 24 ページ: 2627
  • DOI: 10.3390/ijms24032627
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipopolysaccharides and cellular senescence: Involvement in atherosclerosis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki K, Susaki EA, Nagaoka I
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 23 ページ: 11148
  • DOI: 10.3390/ijms231911148
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] スポーツと未病：アスリートの軟骨代謝に及ぼす機能性表示食品であるグルコサミンの効果. (2022)
  • 著者名/発表者名: 長岡 功, 鶴田曉史, 赫 珠里, 山本哲郎, 吉村 雅文
  • 雑誌名: 日本未病学会雑誌 巻: 28 ページ: 69-74
  • 査読あり
• [学会発表] 機能性食品であるグルコサミンと健康：グルコサミンによる軟骨保護、炎症抑制とサーチュイン遺伝子の活性化. (2022)
  • 著者名/発表者名: 長岡 功
  • 学会等名: 第29回日本未病学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] 動脈硬化巣に蓄積する抗菌ペプチドLL-37が血管内皮細胞のオートファジーおよび細胞死に及ぼす影響. (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 香, 長岡 功, 洲崎悦生
  • 学会等名: 第95回日本生化学大会
• [学会発表] 抗菌活性を持つ好中球由来エクトソームはマウス敗血症病態を改善する. (2022)
  • 著者名/発表者名: 熊谷由美, 呉林なごみ, 長岡 功, 洲崎悦生
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [図書] 図解 眠れなくなるほど面白い 老化の話. (2022)
  • 著者名/発表者名: 長岡 功
  • 総ページ数: 126
  • 出版者: 日本文芸社
  • ISBN: 978-4-537-22051-3
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/read0025290
• [備考] 日本の研究.com
  • URL: https://research-er.jp/researchers/view/251576