生体多光子励起イメージングによる関節リウマチの病態生理の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25893117
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 菊田 順一 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (60710069)
• 研究期間 (年度): 2013-08-30 – 2015-03-31
• キーワード: 生体イメージング / 関節リウマチ

研究概要

関節リウマチは、日本の人口の約0.5%の患者を有する最も頻度の高い自己免疫疾患の一つであり、滑膜の炎症に伴う進行性の骨破壊を生じるため、患者の運動機能が著しく制限される。そのため、骨破壊による関節機能障害の制御が、リウマチ治療の最大の課題である。関節リウマチにおける関節破壊は、関節を包む滑膜の炎症から始まり、滑膜の増殖、パンヌスの形成、骨・軟骨破壊へと進行していく。その病態形成には、破骨細胞、マクロファージ、T細胞が複雑に関与すると考えられている。しかしながら、「それぞれの細胞が、いつどのようにして関節内に遊走してきて、関節炎が発症するのか」という関節破壊に関わる細胞の遊走制御や動態については、これまでほとんど解明されていなかった。そこで、本研究では、関節炎・関節破壊の現場をin vivoで可視化するべく技術開発を行い、生体多光子励起イメージング系を独自に改良することで、関節リウマチの病態生理に関わる細胞の遊走や動態を可視化し、関節炎発症までの細胞遊走メカニズムを明らかにする。平成25年度は、多光子励起顕微鏡を用いて生体関節内を観察するイメージング系を確立し、動物の生きた関節内における生きた破骨細胞やマクロファージの動態を経時的に観察することに成功した。さらに、関節リウマチの進行を強力に阻止する抗サイトカイン治療薬の薬効評価を細胞レベルでリアルタイムに行うことも可能となった。平成26年度は、これらの成果をもとに、関節リウマチの関節炎・関節破壊に関わる細胞の遊走メカニズム・動態の統合的解明を行う。

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

従来の研究手法では困難であった生体関節内での生きた細胞動態の可視化に成功しており、平成25年度終了時としては順調に経過している。

今後の研究の推進方策

関節リウマチの治療は、IL-6やTNFαといった炎症性サイトカインを標的とした治療薬が主流となり、「関節リウマチを早期に発見し、早期に治療を開始して関節破壊の進行を抑制する」というのが主な治療指針となっている。しかしながら、「関節破壊の進行過程において、どのタイミングで抗サイトカイン治療薬を使えばいいのか」、「抗サイトカイン治療薬が、関節炎発症過程のどの時期のどの細胞遊走に影響を及ぼしているのか」ということについては明確に分かっていない。今後、本研究で確立した関節内ライブイメージング系を用いて、抗サイトカイン治療薬の体内動態を可視化し、抗サイトカイン治療薬が関節炎発症初期の「細胞遊走」に及ぼす影響について検討を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic Analysis of Histamine-Mediated Attenuation of Acetylcholine-Induced Sweating via GSK3β Activation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsui S, Murota H, Takahashi A, Yang L, Lee JB, Omiya K, Ohmi M, Kikuta J, Ishii M, Katayama I.
  • 雑誌名: Journal of Investigative Dermatology 巻: 134 ページ: 326-334
  • DOI: 10.1038/jid.2013.323
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of colonic IgA-secreting cells in the caecal patch. (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahata K, Umemoto E, Kayama H, Kotani M, Nakamura S, Kurakawa T, Kikuta J, Gotoh K, Motooka D, Sato S, Higuchi T, Baba Y, Kurosaki T, Kinoshita M, Shimada Y, Kimura T, Okumura R, Takeda A, Tajima M, Yoshie O, Fukuzawa M, Kiyono H, Fagarasan S, Iida T, Ishii M, Takeda K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 ページ: 3704
  • DOI: doi: 10.1038/ncomms4704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic live imaging of bone: opening a new era with ‘bone histodynametry’. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishii M, Fujimori S, Kaneko T, Kikuta J.
  • 雑誌名: Journal of Bone and Mineral Metabolism 巻: 31 ページ: 507-511
  • DOI: 10.1007/s00774-013-0437-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell Cycle-Dependent Rho GTPase Activity Dynamically Regulates Cancer Cell Motility and Invasion In Vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kagawa Y, Matsumoto S, Kamioka Y, Mimori K, Naito Y, Ishii T, Okuzaki D, Nishida N, Maeda S, Naito A, Kikuta J, Nishikawa K, Nishimura J, Haraguchi N, Takemasa I, Mizushima T, Ikeda M, Yamamoto H, Sekimoto M, Ishii H, Doki Y, Matsuda M, Kikuchi A, Mori M, Ishii M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e83629
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0083629
  • 査読あり
• [学会発表] S1P-mediated osteoclast precursor monocyte migration is a critical point of control in antibone-resorptive action of active vitamin D.
  • 著者名/発表者名: Kikuta J, Okiji F, Shirazaki M, Sakai S, Saito H, Ishii M.
  • 学会等名: The American Society for Bone and Mineral Research 2013 Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore Convention Center, Baltimore, USA
• [学会発表] Dynamic in vivo imaging of vascular permeability in living bones by using intravital multiphoton microscopy.
  • 著者名/発表者名: Kikuta J, Kaneko T, Ishii M.
  • 学会等名: The 42th Annual Meeting of The Japanese Society for Immunology
  • 発表場所: Makuhari Messe, Chiba, Japan
• [学会発表] 生体多光子励起イメージングによる破骨細胞の動態解析
  • 著者名/発表者名: 菊田順一
  • 学会等名: 第14回運動器科学研究会
  • 発表場所: 汐留コンファレンスセンター、東京
  • 招待講演
• [学会発表] 骨のライブイメージングによる破骨細胞の動態解析
  • 著者名/発表者名: 菊田順一
  • 学会等名: 第7回骨・軟骨フロンティア
  • 発表場所: ベルサール八重洲、東京
  • 招待講演
• [学会発表] ライブイメージングによる骨髄・免疫細胞の動態解析
  • 著者名/発表者名: 菊田順一
  • 学会等名: 第16回骨代謝研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学医学部、東京
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamic visualization of RANKL and Th17-mediated osteoclast function
  • 著者名/発表者名: 菊田順一
  • 学会等名: The 8th Bone Research Seminar
  • 発表場所: 東京コンファレンスセンター・品川、東京
  • 招待講演