好酸球性副鼻腔炎に対するマルチオミックス解析

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H03086
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 藤枝 重治 福井大学, 学術研究院医学系部門, 教授 (30238539)
• 研究分担者: 岸川 敏博 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (20756944) ; 木戸口 正典 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 特命助教 (30880132) ; 野口 恵美子 筑波大学, 医学医療系, 教授 (40344882) ; 高林 哲司 福井大学, 学術研究院医学系部門(附属病院部), 講師 (70397272)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 好酸球性副鼻腔炎 / 鼻茸 / ペリオスチン / レチノイド / 臨床マーカー / tPA

研究実績の概要

好酸球性副鼻腔炎鼻茸のRNAseqによって、ペリオスチンが好酸球性副鼻腔炎鼻茸に高発現していることを見つけ、JESRECスコアの重症度分類と正の相関を示すことと、内視鏡下鼻副鼻腔炎手術後の再発とペリオスチンの高値が相関していることを証明した。ペリオスチンはアトピー性皮膚炎、気管支喘息でも高値を示しているが、そこまで病状を反映しておらず、より好酸球性副鼻腔炎がType 2炎症を示していた。
血清中レプチンは、正常人に比べ鼻茸合併副鼻腔炎で有意に高値を示していた。さらに好酸球性副鼻腔炎鼻茸で高値を示しており、末梢血好酸球数、鼻茸中好酸球数と正の相関を示していた。また鼻茸上皮細胞はレプチン受容体を発現し、レプチン刺激でエオタキシン３を誘導し、好酸球浸潤に関与していることが判明した。
好酸球は、血管内皮細胞に発現しているperipheral lymph node addressin (PNAd)を介して好酸球性副鼻腔炎鼻茸に浸潤している。鼻茸浸潤好酸球数は鼻茸中の血管におけるPNAd陽性率と正の相関を示し、好酸球性副鼻腔炎の重症度とも正の相関を示していた。
好酸球性副鼻腔炎がほとんどのアスピリン不耐症（AERD）患者鼻茸、慢性副鼻腔炎患者鼻茸、鼻茸を伴わない慢性副鼻腔炎患者と健常者から鈎状突起を採取してレチノイドとtPAを比較したところ、AERD鼻茸はレチノイドが慢性副鼻腔炎よりも低く、tPAも低下していた。組織中のビタミンAとレチノイン酸、線溶系マーカーとしてtPAとdダイマー濃度をELISA法で測定した結果、tPAとdダイマー濃度はAERDにおいて最も低かった。正常ヒト気道上皮細胞をレチノイン酸とIL-13で刺激培養細胞すると、レチノイン酸刺激によりtPA発現は15倍上昇し、同時刺激によりIL-13のtPA発現抑制を逆転させた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ペリオスチン、レプチンが好酸球性副鼻腔炎の臨床マーカであることを証明した。
好酸球性副鼻腔炎鼻茸では、凝固系が亢進して線溶系が抑制されていると我々は主張してきたが、線溶系の代表的因子であるtissue plasminogen activator (tPA)は、正常鼻粘膜に比べ好酸球性副鼻腔炎鼻茸で有意に低く、その原因はtPAを誘導するレチノイン酸が少量しか存在しないことに起因することも判明した。
好酸球性副鼻腔炎患者、非好酸球性患者、健常者から鼻ぬぐい液を採取し、鼻腔内の細菌叢を16S rRNAのPCR増幅法により検討した。その結果、好酸球性副鼻腔炎では黄色ブドウ球菌の検出が多く、非好酸球性副鼻腔炎で嫌気性菌の存在が認められた。細菌叢全体で検討すると好酸球性副鼻腔炎では多くのpathwayが活性化し、一方で非好酸球性副鼻腔炎ではエネルギー系、細胞増殖系が亢進していた。特に非好酸球性副鼻腔炎に特徴的な嫌気性菌のLPSは、好酸球浸潤およびomega 3系および6系の代謝に重要なALOX-15の産生を抑制させた。ALOX-15は好酸球浸潤に重要であるとともに炎症を促進因子や逆に炎症抑制因子の誘導にも促進的に働いていた。さらにメタボローム解析では、好酸球性鼻茸においてALOX-15で誘導されるomega 3系および6系の炎症促進因子および抑制因子の両者が有意に誘導されていた。

今後の研究の推進方策

オリジナルの遺伝子パネルのデータは完全に統計処理が終了した。同様にマイクロバイオームのデータも統計処理が終了した。今後その二つと組み合わせて検討する。
GWASおよびエピゲノムは終了しているので、解析を行っている。解析が終了後、4つの解析でオミックス解析を行う。数理解析をできる限り早急に終了するように勧めていく。

研究成果

• [雑誌論文] The functional role and the clinical application of periostin in chronic rhinosinusitis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Izuhara K, Fujieda S, Ohta N.
  • 雑誌名: Expert Rev Clin Immunol. 巻: 30 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1080/1744666X.2023.2192928.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Percentage of PNAd-Expressing Vessels is Correlated with Disease Severity in Eosinophilic Chronic Rhinosinusitis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kato E, Tsutsumiuchi T, Muramoto A, Tokunaga T, Fujieda S, Kobayashi M.
  • 雑誌名: Am J Rhinol Allergy. 巻: 7(1) ページ: 43-50.
  • DOI: 10.1177/19458924221129903.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement in patient-reported "taste" and association with smell in dupilumab-treated patients with severe chronic rhinosinusitis with nasal polyps from the SINUS-24 and SINUS-52 trials. (2022)
  • 著者名/発表者名: Peters AT, Soler ZM, Kern RC, Heffler E, Maspero JF, Crampette L, Fujieda S, Lane AP, Zhang H, Nash S, Khan AH, Siddiqui S, Jacob-Nara JA, Rowe P, Deniz Y.
  • 雑誌名: Clin Exp Allergy. 巻: 52(9) ページ: 1105-1109.
  • DOI: 10.1111/cea.14194.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Retinoic acid promotes fibrinolysis and may regulate polyp formation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakashita M, Takabayashi T, Imoto Y, Homma T, Yoshida K, Ogi K, Kimura Y, Kato A, Stevens WW, Smith SS, Welch KC, Norton JE, Suh LA, Carter RG, Hulse KE, Seshadri S, Min JY, Pothoven KL, Conley DB, Tan BK, Harris KE, Kern RC, Haruna S, Matsuwaki Y, Ochiai R, Fujieda S, Schleimer RP.
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol. 巻: 150(5) ページ: 1114-1124
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2022.05.021.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Elevated Serum Leptin Levels in Patients With Eosinophilic Chronic Rhinosinusitis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Imoto Y, Ueki S, Kato Y, Yoshida K, Morikawa T, Kimura Y, Kidoguchi M, Tsutsumiuchi T, Koyama K, Adachi N, Ito Y, Ogi K, Sakashita M, Yamada T, Schleimer RP, Takabayashi T, Fujieda S.
  • 雑誌名: Front Pharmacol. 巻: 12 ページ: 793607
  • DOI: 10.3389/fphar.2021.793607.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 好酸球性副鼻腔炎における生物学的製剤 (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤枝重治
  • 学会等名: 第123回日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会総会
  • 招待講演