骨髄の性質変化に着目した肺線維症に有効な骨髄ALDH高発現細胞集団の選別

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K08519
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 中島 拓 広島大学, 病院(医), 助教 (90643792)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: aldehyde dehydrogenase / 肺線維症 / 骨髄幹細胞 / 間質性肺炎

研究実績の概要

2年目となる本年度は、初年度で明らかとした骨髄細胞中のaldehyde dehydrogenase高発現細胞 (ALDHbr)のマウス肺線維症モデルに対する抗線維化作用について再現性確認、および適切な投与タイミングの検証を行った。
Lineage-/ALDHbrは、肺線維症マウスの炎症期でなく線維化期に投与された場合、もっとも治療効果を発揮することを明らかとした。さらに我々は、メスマウスから得られたLineage-/ALDHbrをメスマウスに投与した場合にのみ、このような抗線維化作用を発揮することを明らかとした。すなわち、オスマウスからLineage-/ALDHbrを採取して投与した場合および、メスマウスから得られたLineage-/ALDHbrをオスマウスに投与した場合、このような抗線維化作用は確認されない。
これらの研究成果は、Lineage-/ALDHbr細胞が臨床試験において有効性を発揮できなかった原因の解明につながる可能性がある。また、本研究によってLineage-/ALDHbr細胞が、今日まで有効な治療法のない肺線維症に対して有用な細胞治療ツールとなることを提示できる可能性がある。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

初年度で明らかとした骨髄細胞中のLineage-/ALDHbr細胞 (10万細胞/マウス)を、ブレオマイシン肺線維症マウス (メス)の炎症期 (ブレオマイシン投与後 day3)ないしは線維化期 (ブレオマイシン投与後 day10)に経尾静脈投与した。抗炎症作用によって線維化を抑制する細胞集団であれば、炎症期に投与した際に強い抗線維化作用がもたらされるが、実際には線維化期に投与した場合にのみ抗線維化作用を発揮することが確認された。
ここで我々は、臨床試験においてLineage-/ALDHbr投与が有効性を発揮できなかった原因として「Lineage+/ALDHbrが含まれていたこと」および、「疾患患者に性差の偏りがみられたこと」に着目した。初年度にLineage+/ALDHbrが抗線維化作用を発揮できなかったことは既に確認していたため、さらなる原因を追究するため、Lineage-/ALDHbrを「メスから採取し、メスマウスに投与」、「メスから採取し、オスマウスに投与」、「オスから採取し、オスマウスに投与」、「オスから採取し、メスマウスに投与」のそれぞれの実験を行った。結果として、「メスから採取し、メスマウスに投与」した際にのみ抗線維化作用が確認されることを明らかとした。

今後の研究の推進方策

現時点までに、「メスLineage-/ALDHbrを、線維化期に投与されたメスマウスでのみ」肺線維症の抑制効果が得られている。この結果から、メスとオスでLineage-/ALDHbrが質的に異なる可能性がある。また、さらなる可能性として、細胞を投与される肺線維症マウス体内における性的要因、とくに性ホルモンの差異が抗線維化作用に影響を及ぼしている可能性が考えられる。
これらの可能性を明らかとするため、Lineage-/ALDHbr細胞自体をメス vs. オスで比較する必要があり、それぞれの細胞をFACSで分取しRNAシークエンス解析に提出して比較していく。上記と並行して、Lineage-/ALDHbrの抗線維化作用がどのようにして発揮されていくのか明らかとする必要がある。Lineage-/ALDHbr細胞を投与されたメス肺線維症マウス肺を採取し、コントロールとしてLineage-/ALDHdim (ALDH低発現)細胞を投与されたメス肺線維症マウス肺を採取し、それぞれのRNAシークエンス解析を比較検討することで、Lineage-/ALDHbr細胞が抗線維化作用を示す機序を明らかとしたい。くわえて、mCherryタンパクを核内に発現するmCherryマウスをドナーに用いてドナー細胞とレシピエント細胞の識別を可能とすることで、移植されたドナー由来Lineage-/ALDHbr細胞が肺内に定着するかどうか、定着しているとすればどのような細胞に分化しているか、などを検証する。これら一連の結果をまとめ論文として国内外に発表する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Accelerated decline in lung function in adults with a history of remitted childhood asthma. (2022)
  • 著者名/発表者名: Miura S, Iwamoto H, Omori K, Yamaguchi K, Sakamoto S, Horimasu Y, Masuda T, Miyamoto S, Nakashima T, Fujitaka K, Hamada H, Yokoyama A, Hattori N.
  • 雑誌名: European Respiratory Journal 巻: 59 ページ: 2100305
  • DOI: 10.1183/13993003.00305-2021.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells cultured in serum-free media demonstrate enhanced antifibrotic abilities via prolonged survival and robust regulatory T cell induction in murine bleomycin-induced pulmonary fibrosis (2021)
  • 著者名/発表者名: Takao Shun、Nakashima Taku、Masuda Takeshi、Namba Masashi、Sakamoto Shinjiro、Yamaguchi Kakuhiro、Horimasu Yasushi、Miyamoto Shintaro、Iwamoto Hiroshi、Fujitaka Kazunori、Hamada Hironobu、Takahashi Shinya、Nakashima Ayumu、Hattori Noboru
  • 雑誌名: Stem Cell Research & Therapy 巻: 12 ページ: 506
  • DOI: 10.1186/s13287-021-02574-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Antifibrotic effect of lung-resident progenitor cells with high aldehyde dehydrogenase activity (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Hiroshi、Nakashima Taku、Masuda Takeshi、Namba Masashi、Sakamoto Shinjiro、Yamaguchi Kakuhiro、Horimasu Yasushi、Miyamoto Shintaro、Iwamoto Hiroshi、Fujitaka Kazunori、Hamada Hironobu、Hattori Noboru
  • 雑誌名: Stem Cell Research & Therapy 巻: 12 ページ: 471
  • DOI: 10.1186/s13287-021-02549-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prediction of radiation pneumonitis after definitive radiotherapy for locally advanced non-small cell lung cancer using multi-region radiomics analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawahara Daisuke、Imano Nobuki、Nishioka Riku、Ogawa Kouta、Kimura Tomoki、Nakashima Taku、Iwamoto Hiroshi、Fujitaka Kazunori、Hattori Noboru、Nagata Yasushi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 16232
  • DOI: 10.1038/s41598-021-95643-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between glucose intolerance and chemotherapy-induced lung injury in patients with lung cancer and interstitial lung disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Otani Toshihito、Yamaguchi Kakuhiro、Nakao Satoshi、Sakamoto Shinjiro、Horimasu Yasushi、Masuda Takeshi、Miyamoto Shintaro、Nakashima Taku、Iwamoto Hiroshi、Fujitaka Kazunori、Hamada Hironobu、Hattori Noboru
  • 雑誌名: Cancer Chemotherapy and Pharmacology 巻: 88 ページ: 857～865
  • DOI: 10.1007/s00280-021-04341-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative parameters of lymphocyte nuclear morphology in bronchoalveolar lavage fluid as novel biomarkers for sarcoidosis (2021)
  • 著者名/発表者名: Horimasu Yasushi、Yamaguchi Kakuhiro、Sakamoto Shinjiro、Masuda Takeshi、Miyamoto Shintaro、Nakashima Taku、Iwamoto Hiroshi、Fujitaka Kazunori、Hamada Hironobu、Hattori Noboru
  • 雑誌名: Orphanet Journal of Rare Diseases 巻: 16 ページ: 298
  • DOI: 10.1186/s13023-021-01926-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] IL-18 binding protein can be a prognostic biomarker for idiopathic pulmonary fibrosis (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Yu、Horimasu Yasushi、Yamaguchi Kakuhiro、Sakamoto Shinjiro、Masuda Takeshi、Nakashima Taku、Miyamoto Shintaro、Iwamoto Hiroshi、Ohshimo Shinichiro、Fujitaka Kazunori、Hamada Hironobu、Hattori Noboru
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0252594
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0252594
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Predictive role of circulatory HMGB1 in postoperative acute exacerbation of interstitial lung disease in lung cancer patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Kakuhiro、Nakao Satoshi、Iwamoto Hiroshi、Kagimoto Atsushi、Handa Yoshinori、Sakamoto Shinjiro、Horimasu Yasushi、Masuda Takeshi、Mimae Takahiro、Miyamoto Shintaro、Nakashima Taku、Tsutani Yasuhiro、Fujitaka Kazunori、Miyata Yoshihiro、Hamada Hironobu、Okada Morihito、Hattori Noboru
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 10105
  • DOI: 10.1038/s41598-021-89663-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prognostic Significance of EGFR Gene Mutation in Patients With EGFR Mutated Non-small Cell Lung Cancer Who Received Best Supportive Care Alone (2021)
  • 著者名/発表者名: MASUDA TAKESHI、WAKABAYASHI YU、NAKASHIMA TAKU、NISHIMURA YOSHIFUMI、SHIMOJI KIYOFUMI、YAMAGUCHI KAKUHIRO、SAKAMOTO SHINJIRO、HORIMASU YASUSHI、MIYAMOTO SHINTARO、SENOO TADASHI、IWAMOTO HIROSHI、OHSHIMO SHINICHIRO、FUJITAKA KAZUNORI、HAMADA HIRONOBU、HATTORI NOBORU
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 41 ページ: 2661～2667
  • DOI: 10.21873/anticanres.15047
  • 査読あり
• [学会発表] Mesenchymal stem cells cultured in serum-free medium suppress murine bleomycin-induced pulmonary fibrosis by enhancing regulatory T cell induction (2021)
  • 著者名/発表者名: Takao S，Nakashima T，Masuda T，Namba M，Sakamoto S，Yamaguchi K，Horimasu Y，Miyamoto S，Iwamoto H， Fujitaka K，Hamada H，Nakashima A，Hattori N
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] Autoantibody positivity is a risk factor for chemotherapy-induced exacerbation of interstitial pneumonia in lung cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito N，Masuda T，Yamaguchi K，Sakamoto S，Horimasu Y，Miyamoto S，Nakashima T，Iwamoto H，Fujitaka K， Hamada H，Hattori N
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] Antifibrotic effect of lung-resident progenitor cells with high aldehyde dehydrogenase activity (2021)
  • 著者名/発表者名: Takahashi H，Nakashima T，Masuda T，Namba M， Sakamoto S，Yamaguchi K，Horimasu Y，Miyamoto S， Iwamoto H，Fujitaka K，Hamada H，Hattori N
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] The role of circulatory high-mobility group box 1 for predicting checkpoint inhibitor pneumonitis caused by anti-PD-1/PD-L1 antibody monotherapy (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi K，Tanahashi H，Kurose K，Nakao S， Sakamoto S，Horimasu Y，Masuda T，Miyamoto S， Nakashima T，Iwamoto H， Fujitaka K，Hamada H，Oga T，Oka M，Hattori N
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical characteristics of Preserved Ratio Impaired Spirometry in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Miura S，Iwamoto H，Omori K，Yamaguchi K，Sakamoto S，Horimasu Y，Masuda T，Miyamoto S，Nakashima T， Fujitaka K，Hamada H，Yokoyama A，Hattori N
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] The associations between patients’ preference for inhaled medications and asthma control (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi Y，Iwamoto H，Miyamoto S，Nakao S，Higaki N，Yamaguchi K，Sakamoto S，Horimasu Y，Masuda T，Matsumoto N，Nakashima T，Onari Y，Fujitaka K，Haruta Y，Hamada H，Hozawa S，Hattori N
  • 学会等名: The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology
  • 国際学会
• [学会発表] サルコイドーシスの診断における小型円形リンパ球分画の有用性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 堀益靖，山口覚博，坂本信二郎，益田武，宮本真太郎， 中島拓，岩本博志，藤高一慶，濱田泰伸，服部登
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] 特発性肺線維症におけるIL-18 binding proitenの有用性に関する検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中西雄，堀益靖，山口覚博，坂本信二郎，益田武，中島拓，宮本真太郎 岩本博志，大下慎一郎，藤高一慶，濱田泰伸，服部登
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] 自己抗体陽性の間質性肺炎合併肺癌患者における化学療法による急性増悪の特徴の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 伊藤徳明，益田武，山口覚博，坂本信二郎，堀益靖， 宮本真太郎，中島拓，岩本博志，藤高一慶，濱田泰伸， 服部登
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] マウス肺aldehyde dehydrogenase高発現細胞の抗線維化作用 (2021)
  • 著者名/発表者名: 高橋広，中島拓，益田武，難波将史，坂本信二郎， 山口覚博，堀益靖，宮本真太郎，岩本博志，藤高一慶， 濱田 泰伸，服部登
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] Preserved Ratio Impaired Spirometryの臨床的特徴の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三浦慎一朗，岩本博志，大森慶太郎，山口覚博， 坂本信二郎，堀益靖，益田武，宮本真太郎，中島拓， 藤高一慶，濱田泰伸，横山彰仁，服部登
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] 間質性肺炎合併肺癌における肺切除後の間質性肺炎急性増悪発症予測因子としての血中sRAGEの有用性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中尾聡志，山口覚博，鍵本篤志，半田良憲，坂本信二郎，堀益靖，益田武，見前隆洋，宮本真太郎，中島拓， 津谷康大，岩本博志，藤高一慶，宮田義浩，濱田泰伸， 岡田守人，服部登
  • 学会等名: 第61回日本呼吸器学会学術講演会
• [図書] Acute Respiratory Distress Syndrome (2022)
  • 著者名/発表者名: Taku Nakashima, Noboru Hattori
  • 総ページ数: 183
  • 出版者: Springer Nature Singapore Pte Ltd.
• [図書] 特発性間質性肺炎 診断と治療の手引き2022（改訂第4版） (2022)
  • 著者名/発表者名: 日本呼吸器学会 びまん性肺疾患診断・治療ガイドライン作成委員会
  • 総ページ数: 212
  • 出版者: 南江堂
  • ISBN: 978-4-524-22828-7