肺好中球分化へのダイナミズムと炎症を基軸とした肺高血圧症の病態解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08112
• 研究機関: 福島県立医科大学
• 研究代表者: 君島 勇輔 福島県立医科大学, 医学部, 助手 (00836702)
• 研究分担者: 三阪 智史 福島県立医科大学, 医学部, 助教 (50793080) ; 池田 和彦 福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90381392)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 肺高血圧症 / JAK2 V617F / ACVRL1 / クローン性造血 / 心不全 / 好中球 / 肺動脈血管リモデリング

研究実績の概要

肺高血圧症は、肺動脈血管リモデリングを特徴とし、肺動脈周囲に浸潤・活性化した好中球などの炎症細胞がそのプロセスに重要な役割を果たす。骨髄-肺のダイナミックなネットワークにより、骨髄由来免疫細胞が骨髄から供給されてその病態形成に関与する。骨髄造血幹細胞から肺好中球に分化するダイナミズムにおいて、骨髄由来血液細胞が末梢肺動脈周囲に向かってどのように分化・誘導し、炎症細胞として活性化し、肺高血圧症の病態形成に関与していくかは未解明である。
本研究では、マウスモデルを用いて、骨髄造血幹細胞-骨髄球-末梢循環好中球-肺好中球の全分化段階の網羅的解析により、骨髄-肺ネットワークに関与する重要な新規分子の同定とその機能解析を行い、肺好中球分化のダイナミズムという新しい観点からアプローチする。クローン性造血のマウスモデル、肺高血圧症マウスモデル作成と心機能解析、肺組織の免疫染色に加えて、フローサイトメトリー法やRNAシークエンス法を用いて、多面的な解析を行い、肺高血圧症発症に関わるメカニズム解明を行う。

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

今年度は、クローン性造血のマウスモデル、肺高血圧症マウスモデル作成と心機能解析、肺組織の免疫染色に加えて、フローサイトメトリー法による検討を行った。骨髄由来血液細胞を特徴化するために、クローン性造血マウスとGFPマウスとのダブルミュータントマウスを作成して解析を継続している。ACVRL1に着目して、ルシフェラーゼアッセイによるプロモーター解析を行った。また、ヒト検体を用いた解析では、ヒト臨床研究プロトコールを福島県立医科大学倫理委員会で承認を受けた後、末梢血液の好中球を単離し、RNAを抽出して、リアルタイムRT-PCRでACVRL1発現量を定量解析の予定である。

今後の研究の推進方策

今年度に続いて、クローン性造血のマウスモデル、肺高血圧症マウスモデルを用いて、骨髄造血幹細胞-骨髄球-末梢循環好中球-肺好中球の全分化段階の網羅的解析により、骨髄-肺ネットワークに関与する重要な新規分子の同定とその機能解析を行い、肺好中球分化のダイナミズムという新しい観点からアプローチする。RNAシークエンス解析に取り組んでおり、さらなる解析を行う予定である。さらに、ACVRL1下流シグナルであるSmad1/5/8に対する抗体を用いてクロマチン免疫沈降を行い、Smad1/5/8と結合したターゲット分子をリアルタイムPCR法などでの定量解析を検討している。

次年度使用額が生じた理由

123円の繰越しが生じてしまったが、翌年度分として請求した助成金と合わせ使用予定。

研究成果

• [雑誌論文] Clonal hematopoiesis with JAK2V617F promotes pulmonary hypertension with ALK1 upregulation in lung neutrophils. (2021)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kimishima, Tomofumi Misaka, Tetsuro Yokokawa, Kento Wada, Koki Ueda, Koichi Sugimoto, Keiji Minakawa, Kazuhiko Nakazato, Takafumi Ishida, Motohiko Oshima, Shuhei Koide, Kotaro Shide, Kazuya Shimoda, Atsushi Iwama, Kazuhiko Ikeda, Yasuchika Takeishi
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 6177
  • DOI: 10.1038/s41467-021-26435-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Blood-based epigenetic markers of FKBP5 gene methylation in patients with dilated cardiomyopathy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kento Wada, Tomofumi Misaka, Tetsuro Yokokawa, Yusuke Kimishima, Takashi Kaneshiro, Masayoshi Oikawa, Akiomi Yoshihisa, Yasuchika Takeishi
  • 雑誌名: Journal of the American Heart Association 巻: 10 ページ: e021101
  • DOI: 10.1161/JAHA.121.021101
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clonal hematopoiesis and JAK2V617F mutations in patients with cardiovascular disease. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Yokokawa, Tomofumi Misaka, Yusuke Kimishima, Kento Wada, Keiji Minakawa, Takashi Kaneshiro, Akiomi Yoshihisa, Kazuhiko Ikeda, Yasuchika Takeishi
  • 雑誌名: JACC CardioOncology 巻: 3 ページ: 134-136
  • DOI: 10.1016/j.jaccao.2021.01.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Clonal hematopoiesis with JAK2V617F promotes pulmonary hypertension through ALK1 (2022)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kimishima
  • 学会等名: 第86回 日本循環器学会学術集会
• [学会発表] Small hematopoietic clones with JAK2V617F causally lead to pulmonary hypertension through neutrophil selective migration and maturation from the precursors in the lungs (2021)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Kimishima
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Session 2021
  • 国際学会