| 研究課題/領域番号 |
20K16124
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| 研究機関 | 星薬科大学 |
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研究代表者 |
今 理紗子 星薬科大学, 薬学部, 特任講師 (90779943)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | M1マクロファージ / アクアポリン |
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| 研究実績の概要 |
申請者は、大腸に発現する水チャネル「アクアポリン（AQP）」の機能解析を行うなかで、抗がん薬により大腸炎が発症した際には、大腸に発現するほとんどのAQPが減少するのに対して、AQP9のみが著明に増加するという非常に興味深い知見を得た。また、この変化は大腸に存在するマクロファージに由来する可能性が示唆された。そこで本研究では、マクロファージにおけるAQPの機能やその生理的意義を解析することにより、マクロファージにおけるAQPをターゲットとした炎症性疾患に対する新規予防法や治療法について提言することを目的とした。2020年度における研究により、マクロファージが炎症性のM1状態へと極性化した場合には、AQP9のみが特異的かつ顕著に増加することが明らかとなった。2021年度は、マクロファージの炎症性免疫応答とAQP9との関係についてさらに検討を加えた。その結果、マウスマクロファージ様RAW264.7細胞にリポ多糖（LPS）を添加すると、LPSの濃度依存的に炎症性サイトカインおよびAQP9の発現量が増加した。一方、生体においてAQP9が多く発現しているhepatocyteにLPSを添加した場合には、炎症性サイトカインの発現増加が認められたものの、AQP9には変化がみられなかった。以上のことから、LPSによるAQP9の発現増加はマクロファージなどの免疫細胞においてのみ認められる可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2021年度は、マクロファージによる炎症性の免疫応答とAQP9との関係についてさらに検討を加えた。RAW264.7細胞にLPSを0.1～100 ng/mLの濃度で添加したところ、12時間後におけるTNF-α、MCP-1およびAQP9の発現量が、いずれもLPSの濃度依存的に増加した。また、RAW264.7細胞にLPS（10 ng/mL）を添加し、24時間後まで経時的に炎症の程度とAQP9の発現量を調べた。その結果、LPS添加1時間後にはTNF-αおよびMCP-1の発現量が有意に増加したのに対して、AQP9の発現量は、LPS添加3時間後から増加しはじめ、12時間後にピークとなることがわかった。これらのことから、LPSによるAQP9の発現増加は、マクロファージによる炎症性の免疫応答よりも遅れて生じることがわかった。また、AQP9は生体内において肝臓のhepatocyteに多く発現していることが報告されている。そこで、マウスhepatocyteのprimary cultureを用いて同様に検討した。その結果、マウスhepatocyteにLPSを添加すると、TNF-αおよびMCP-1の発現量がLPSの濃度依存的に増加したものの、AQP9の発現量に変化はみられなかった。以上のことから、LPSによるAQP9の発現増加はマクロファージなどの免疫細胞においてのみ認められる可能性が示唆された。
なお、新型コロナウイルス感染症の流行に伴い、研究資財や動物の納入が遅れるなど予定していた実験項目をすべて終了することができなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は、M1マクロファージにおけるAQP9の機能や生理的意義を解析する。具体的には、AQP9ノックアウトマウスからマクロファージを単離・培養し、LPSで刺激した際の炎症性免疫応答がどのように変化するかを調べる。また、このときの細胞体積の変化、細胞内外のグリセロール、尿素、過酸化水素などの濃度を測定するとともに、メタボローム解析およびリピドミクス解析を行うことにより、マクロファージの代謝機能の変化を解析する。また、AQP9ノックアウトマウスに抗がん薬やデキストラン硫酸ナトリウムなどを投与し大腸炎を発症させたときの、下痢や炎症の程度を調べる。なお、AQP9ノックアウトマウスは2021年度に作製済みであり、現在、実験を行うために繁殖を行っている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症の流行に伴い、研究資財や動物の納入が遅れるなど予定していた実験項目をすべて終了することができなかった。最終年度は、AQP9ノックアウトマウスを用いて疾患モデル系を構築し、マクロファージにおけるAQPの役割とその生理的意義について詳細に検討を行う。
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