2021 Fiscal Year Research-status Report
The role of eosinophils in cross-talk between neuron and immune system
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21K08466
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
長瀬 洋之 帝京大学, 医学部, 教授 (40365945)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 直也 帝京大学, 医学部, 助教 (40724175)
小林 このみ 帝京大学, 医学部, 助手 (70800118)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 好酸球 / アセチルコリン / 喘息 / 免疫神経連関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気管支喘息管理は、吸入ステロイド薬 (ICS)の普及に伴い、向上してきているが、いまだに重症患者は2万人以上存在し、病態の理解に基づく治療開発のニーズは、引き続き高い。気道炎症の病態メカニズムにおいて、自律神経系と免疫系の間に種々のクロストークが存在することが明らかになりつつある。副交感神経細胞はアセチルコリン (Ach)を分泌し、気道平滑筋を収縮させる。一方で我々は、以前長時間作用性抗コリン薬の喘息モデルに及ぼす効果を検討したところ、気道過敏性が改善するとともに、肺局所の好酸球性気道炎症も減弱していることを見出した。さらに、喘息死検体では、神経終末近傍に好酸球が集積していることが観察されており、Achを含めた神経系と好酸球性炎症の関連が示唆されてはいた。しかしながら、Ach による、直接的な好酸球活性化の有無や、神経終末への集積機構は全く不明であった。
そこで我々は、副交感神経由来のAchが、直接好酸球を活性化する可能性を考えて、in vitroで検討したところ、Achが濃度依存的に好酸球生存を延長することを見出した。これまで、Achによる好酸球の機能的活性化については、全く報告されておらず、本研究では、喘息病態での神経系－免疫系クロストークにおける好酸球の役割について、特にAchにフォーカスしてその全貌を明らかにすることを目的とする。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度である2021年度には、Achによって、多面的に好酸球機能が活性化されること、その責任受容体がM3受容体であることを突き止めた。
1.Achは種々の好酸球機能を活性化した：カルチャーインサートを用いた好酸球遊走実験で、Achは濃度依存性に好酸球遊走を惹起した。細胞遊走形態は、ケモカイネーシスではなく、一方向性のケモタキシスであることも確認した。また、Achは濃度依存的にCD11b発現を増強した。Achはムスカリン受容体の非特異的なアゴニストであるが、M1、M3受容体の選択的アゴニストであるピロカルピンも、同様に接着分子発現を調節した。一方、Achは有意な好酸球脱顆粒 (EDN)は惹起しなかった。
2.Ach による好酸球の機能的活性化は、M3受容体が媒介していた：
Ach の受容体はムスカリン受容体とアセチルコン受容体である。Achによる好酸球生存延長は、M3Rアンタゴニスト (４DAMP)で有意に抑制されたが、ニコチン性Ach受容体 (nAchR)アンタゴニスト (メカミラミン)では、抑制されなかった。また、nAchRアゴニスト (DMPP)は、生存を延長しなかった。これらのことから、Achによる好酸球活性化には、M3受容体が関与することが明らかとなった。M3受容体は、臨床適用されている長時間作用性抗コリン薬 (LAMA)の作用点でもあり、治療的観点からも興味深い知見である。
また、Ach の受容体である、M1~M5のムスカリン受容体発現をreal-time PCRで検討し、他の臓器での発現と比較したが、好酸球では、M3Rを含め、M1~M5受容体mRNA発現は、脳組織や腸菅と比較して、量的には少なかった
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| Strategy for Future Research Activity |
1.Ach による好酸球活性化における網羅的トランスクリプトーム解析 (2022年度) ：Achと、最強の好酸球活性化因子である IL-5によるmRNA 発現変化を、 RNAseqを用いて検討する。既に解析の一部を実行し、AchはIL-5とは全く異なるmRNA 発現調節を惹起することを見出している。発現が強く、刺激後に変化量が大きい分子について、さらにreal-time PCRで検証する。機能的活性化を生じる分子についてはその阻害実験を計画し、Ach刺激後の、2次的な好酸球活性化機構を明らかにする。
2.2型サイトカインとAchの好酸球活性化における相互作用 (2022年度)：IL-5などの2型サイトカインの機能を、Achが増強するかどうか、またAchが2型サイトカインの機能を増強するかどうかを検討する。
3.交感神経系と好酸球との機能的連関の探索的検討 (2022-23年度)：交感神経からはノルアドレナリン (NA) が分泌され、気管支平滑筋弛緩作用を示すとともに、ILC2 機能を抑制するが、好酸球機能にいかなる影響を及ぼすかは不明である。NA による好酸球の直接的活性化、あるいは IL-5 による生存延長などに対する機能抑制の双方の観点から検討する。
4.ヒトにおける抗コリン薬使用前後の好酸球性気道炎症の検討 (2022-23年度) ：LAMAは喘息に対して保険適応となっている。 LAMA 未使用の患者において、その吸入前後で喀痰好酸球比率や、喀痰 ECP濃度測定を試み、ヒトにおけるAch阻害が、好酸球性炎症に及ぼす効果について検討する。
5.喘息患者と健常人由来の末梢血好酸球のAch 反応性や受容体発現の比較 ：喘息患者と健常人由来好酸球のAchに対する反応性の差異や、M3R受容体発現を比較検討する。
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| Causes of Carryover |
RNAseqの症例数が予定に達しておらず、さらに次年度に解析する予定となったため。2022年度にさらに解析を進めることに必要である。
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