肺高血圧症の閉塞性病変における平滑筋細胞形質変換のプロテオームによる網羅的解析

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08155
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 加藤 太一 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (20422777)
• 研究分担者: 佐藤 義朗 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (30435862) ; 山本 英範 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (80801662)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 肺高血圧症 / 平滑筋細胞 / 形質変換 / レーザーマイクロダイセクション / プロテオーム解析

研究実績の概要

本研究では、ラット肺高血圧モデルにおいて、肺高血圧症の閉塞性病変における平滑筋細胞の形質変換に関与する蛋白を、レーザーマイクロダイセクションにより閉塞性病変の組織を選択的に取得して、プロテオーム解析による網羅的探索を行うことで同定し、機能を検証することを目的としている。閉塞性病変を起こすラットSugen-低酸素モデルはVEGF受容体遮断薬のSugen5416をラットに皮下注後、0.5気圧下で3週間飼育したのちに通常気圧化で飼育することで徐々に閉塞性病変が出現する。研究代表者らの既報では通常気圧下5週間時点で約25％の肺血管で閉塞性病変が出現するため、当初は低酸素3週間の後、通常気圧下5週時点での閉塞性病変と非閉塞病変の組織をレーザーマイクロダイセクションにて得る予定としていた。しかしながら、今回使用したラットでは通常気圧下5週時点では閉塞性病変の比率が既報よりも少なく、改めて時系列で病変の再検討を行った。7週齢の雄SDラットに対し、Sugen5416皮下注後3週間の低酸素と5週間（8週モデル）または10週間（13週モデル）の通常気圧下で飼育したラットを作成した。13週モデルは8週モデルに比して右室圧はやや上昇し、右室/左室＋心室中隔の重量比は有意に増加していた。また、8週モデルでは閉塞性病変も認めるがわずかであり、中膜肥厚のみの変化が目立ったのに対し、13週モデルでは閉塞性病変が増えていた。以上から当初の8週モデルの同一個体内での閉塞病変と非閉塞病変の比較よりも、8週モデルと13週モデル間で病変を比較する方がよいと考えられた。現在各群6匹ずつのモデルラットを作成、血行動態評価、病理評価を行い、レーザーマイクロダイセクションにて病変部位の組織を取得中である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究では、当初既報を元に8週モデルの同一個体内での閉塞病変と非閉塞病変の比較を行う予定であった。しかしながら、個体差によるものかSugen5416のロット差によるものかは不明だが、想定よりも8週モデルでの閉塞性病変が目立たなかった。そのため、モデル間の比較を最適化するための時系列を変えた病理評価が必要となり、予定より時間を要した。検討の結果、8週モデルと13週モデル間で閉塞病変と非閉塞病変を比較する形がその後のレーザーマイクロダイセクションおよびプロテオーム解析に有用と判断した。

今後の研究の推進方策

時系列評価によって適切な比較対象が確定したことから、現在はレーザーマイクロダイセクションにて血管病変の取得を行っている。なお、肺血管の閉塞病変は50-200μm径のものが中心であり、プロテオーム解析に必要な蛋白量の検討も必要と考えられた。そのため、実質臓器（ラット肝臓）を用いて、同様のサイズのものについて何か所のダイセクションにより必要蛋白量を得られるかを検討し、その結果を踏まえて肺血管のレーザーマイクロダイセクションを行っている。8週モデルと13週モデルで各群6匹ずつを得、プールされたサンプルではなく、個別のサンプルとして2群間の発現蛋白の比較をプロテオーム解析にて行う予定であり、現在のところ6割のサンプル取得が終了した。

次年度使用額が生じた理由

研究分担者佐藤の行う予定の実験であるプロテオーム解析が今年度開始できる予定であった。しかしながら、モデル間の比較を最適化するための時系列を変えた病理評価が追加で必要となったため、予定より時間を要してプロテオーム解析が行えず、次年度使用額が生じた。現在サンプルを6割程度取得できたので、来年度に行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphorylated proteome analysis of a novel germline ABL1 mutation causing an autosomal dominant syndrome with ventricular septal defect. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Hayano S, Okuno Y, Onoda A, Kato K, Nagai N, Fukasawa Y, Saitoh S, Takahashi Y, Kato T.
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology 巻: 326 ページ: 81-87
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2020.10.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Successful treatment of a novel type I interferonopathy due to a de novo PSMB9 gene mutation with a Janus kinase inhibitor (2021)
  • 著者名/発表者名: Kataoka S, Kawashima N, Okuno Y, Muramatsu H, Miwata S, Narita K, Hamada M, Murakami N, Taniguchi R, Ichikawa D, Kitazawa H, Suzuki K, Nishikawa E, Narita A, Nishio N, Yamamoto H, Fukasawa Y, Kato T, Yamamoto H, Natsume J, Kojima S, Nishio I, Taketani T, Ohnishi H, Tahakashi Y.
  • 雑誌名: Journal of Allergy and Clinical Immunology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2021.03.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] A non-selective endothelin receptor antagonist bosentan modulates kinetics of bone marrow-derived cells in ameliorating pulmonary hypertension in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Mitani Y, Masuya M, Maruyama J, Sawada H, Ohashi H, Ikeyama Y, Otsuki S, Yodoya N, Shinohara T, Miyata E, Zhang E, Katayama N, Shimpo H, Maruyama K, Komada Y, Hirayama M.
  • 雑誌名: Pulmonary Circulation 巻: 10 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1177/2045894020919355.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 小児３群肺高血圧症に対する治療内容と効果の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤太一、深澤佳絵、山本英範、沼口敦、伊藤美春、齊藤明子、佐藤義朗、内田広夫、 早川昌弘
  • 学会等名: 第56回日本小児循環器学会
• [学会発表] 新生児慢性肺疾患に合併する肺高血圧症に対する治療の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤太一、森本美仁、山本英範、深澤佳絵、沼口敦、伊藤美春、齊藤明子、佐藤義朗、 早川昌弘
  • 学会等名: 第5回日本肺高血圧・肺循環学会