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2022 Fiscal Year Research-status Report

自然免疫からみた羊膜の維持・修復機構:前期破水の予防・治療をめざして

Research Project

Project/Area Number 21K09540
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

最上 晴太  京都大学, 医学研究科, 講師 (40378766)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 英治  熊本大学, 大学院生命科学研究部, 教授 (10544950)
千草 義継  京都大学, 医学研究科, 助教 (80779158)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords前期破水 / 羊膜 / 創傷治癒 / 絨毛膜下血腫 / 上皮間葉転換 / マクロファージ
Outline of Annual Research Achievements

1.羊膜のリモデリングと恒常性維持:現在、プロスタサイクリン(PGI2)による羊膜修復機構について解析を進めている。ヒト破水症例では破水部の羊膜間葉細胞でCOX-2発現が増加し、さらにPGI2 synthaseとPGI2受容体が強発現していた。マウス前期破水モデルでCインドメタシン、あるいはプロスタサイクリン受容体阻害薬を投与して破水させると、羊膜の修復が阻害され、逆にプロスタサイクリン受容体アゴニストのIloprostを破水部に投与すると、創傷治癒が促進されることを発見した。つまりPGI2が羊膜の再生・治癒に重要であることを新たに発見した。

2. 自然免疫による羊膜の修復機構:ヒトの感染を伴わない前期破水の破水部羊膜では、CX3CR1陽性のマクロファージが集積しており、これらはCD206陽性のM2型マクロファージであった。マウス前期破水モデルでも同様にCX3CR1陽性マクロファージが破水部羊膜に観察され、羊膜上皮細胞では上皮間葉転換が見られた。そこでタモキシフェン誘導型Cre/loxPシステムによる胎仔Cx3cr1陽性マクロファージのCSF1受容体(Csf1r)を欠損させるコンディショナルノックアウト(cKO)マウスを作成したところ、胎仔マクロファージ欠損マウスでは羊膜の治癒が悪化し、羊膜の上皮間葉転換が消失した。ヒト羊膜上皮細胞と胎盤マクロファージとを共培養すると、マクロファージから産生されたTGF-βが羊膜上皮細胞のSmad3をリン酸化し上皮間葉転換を生じた。以上より破水時にはM2型マクロファージが破水部羊膜に遊走し、羊膜上皮細胞のTGF-β-Smad3 pathwayを活性化して上皮間葉転換を促進し、羊膜上皮細胞を遊走させ治癒させていることを解明した。本結果はScience Signaling誌に発表され、またScience誌のResearchの冒頭でも紹介された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

1.羊膜のリモデリングと恒常性維持:PGI2による羊膜修復機構については、羊膜上皮細胞と間葉細胞との共培養を行い、ex vivoの羊膜モデルを構築した。このモデルでtranswell migration assayを行うと、羊膜上皮細胞の存在下では間葉細胞の遊走が正常に生じるが、羊膜上皮細胞が不在であると羊膜間葉細胞の遊走は著明に減少した。つまり上皮細胞から産生される何らかの因子が羊膜間葉細胞の遊走に重要であることが示唆される。さらにPGI2阻害剤下では羊膜間葉細胞の遊走が阻害された。つまりPGI2は羊膜間葉細胞で産生され、autocrine, paracrineに羊膜間葉細胞自身の遊走を促進することで、羊膜の再生を促すことが示唆された。

2. 自然免疫による羊膜の修復機構:本テーマでは、子宮内出血時の羊膜の再生機構を解析している。ヒト絨毛膜下血腫症例では羊膜へのマクロファージ遊走が増加し、主にM2型マクロファージが優勢であった。さらに羊膜間葉細胞層では、α-smooth muscle actin陽性の筋線維芽細胞(myofibroblasts)が多数出現していた。そこで、ヒト単球系細胞株であるTHP-1細胞を、PMA投与後にIL-4, IL-13で処理してM2型マクロファージに分化させ、これをヒト羊膜間葉細胞と共培養すると、羊膜間葉細胞のα-smooth muscle actinの遺伝子発現が増加した。つまり絨毛膜下血腫などの子宮内出血では、M2型マクロファージが羊膜近辺に遊走し、これが羊膜間葉細胞を筋線維芽細胞へと変化させることが示唆された。この因子が何であるか、また筋線維芽細胞が増加すると、その結果羊膜に何が生じるのか(繊維化が創傷治癒に向かうのか)を、現在検討中である。

Strategy for Future Research Activity

1. 羊膜のリモデリングと恒常性維持: 現在、プロスタサイクリン受容体(IP)欠損マウスを用いてマウス前期破水モデルを作成し、プロスタサイクリンによる羊膜の創傷治癒機構の解析を行っている。IP KOマウスのヘテロ型のオスとヘテロ型のメスを交配すると、胎仔は野生型、ヘテロ型、KO型の3種類となり、この卵膜(胎仔由来)を破水、ジェノタイピングを行い、卵膜の創傷治癒を比較する。そして免疫蛍光染色と定量PCR法により、PGI2が羊膜の治癒・再生を促進する機構(おそらく細胞遊走に関わる因子)をこのKOマウスを用いて解析する。

2. 自然免疫による羊膜の修復機構:マウス血液を麻酔・開腹下に卵膜と子宮筋との間に局所投与し、子宮内出血モデルを作成する。本マウスで羊膜の損傷から治癒の過程を組織的に観察する。出血部にマクロファージが遊走するか、また羊膜間葉細胞の筋線維芽細胞への変化がみられるか観察する。あわせて羊膜上皮細胞の上皮間葉転換が生じるかも確認する。これらが確認できれば、我々の作成したマクロファージ欠損マウスを用いて、同様に子宮内出血モデルを作成・解析し、マクロファージが子宮内出血の際に羊膜へ及ぼす影響、特に羊膜の治癒との関係を明らかにする。一方、子宮内感染時の羊膜の修復を解析するため、妊娠マウスに低濃度LPSを投与して経時的に解析し、羊膜の損傷と修復過程、特にマクロファージとの関係を解析する。

3. 細胞外マトリックスによる前期破水の治療法の探索:申請者はこれまで、マウス前期破水モデルを用いて、破水部位にハイドロジェルを投与すると、羊膜の治癒率が大幅に改善するという予備データを得ている。このハイドロジェルによる羊膜再生のメカニズムを探る。具体的には、M2型のマクロファージの局所での分布、羊膜間葉細胞からの細胞外マトリックスタンパクの産生とリモデリングなどについて解析していく。

Causes of Carryover

本実験の消耗品費等に使用する予定があるため。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A Case of a Patient with Adhesive Small Bowel Obstruction in Pregnancy after Extensive Myomectomy for Diffuse Uterine Leiomyomatosis2022

    • Author(s)
      Suminaga Yuri、Taki Mana、Okamoto Haruko、Kawamura Yosuke、Sagae Yusuke、Sunada Masumi、Chigusa Yoshitsugu、Horie Akihito、Mandai Masaki、Mogami Haruta
    • Journal Title

      Case Reports in Obstetrics and Gynecology

      Volume: 2022 Pages: 1~6

    • DOI

      10.1155/2022/3601945

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cervical MUC5B and MUC5AC are Barriers to Ascending Pathogens During Pregnancy2022

    • Author(s)
      Ueda Yusuke、Mogami Haruta、Kawamura Yosuke、Takakura Masahito、Inohaya Asako、Yasuda Eriko、Matsuzaka Yu、Chigusa Yoshitsugu、Ito Shinji、Mandai Masaki、Kondoh Eiji
    • Journal Title

      The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism

      Volume: 107 Pages: 3010~3021

    • DOI

      10.1210/clinem/dgac545

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fetal macrophages assist in the repair of ruptured amnion through the induction of epithelial-mesenchymal transition2022

    • Author(s)
      Kawamura Yosuke、Mogami Haruta、Yasuda Eriko、Takakura Masahito、Matsuzaka Yu、Ueda Yusuke、Inohaya Asako、Kawasaki Kaoru、Chigusa Yoshitsugu、Mandai Masaki、Kondoh Eiji
    • Journal Title

      Science Signaling

      Volume: 15 Pages: eabi5453

    • DOI

      10.1126/scisignal.abi5453

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clinical Features of Neurodevelopmental Outcomes in Children with Preterm Severe Fetal Growth Restriction: A Retrospective Observational Study2022

    • Author(s)
      Takahiro Motoki, Yoshitsugu Chigusa, Seiichi Tomotaki, Yosuke Kawamura, Mana Taki, Ken Yamaguchi, Masaki Mandai, Haruta Mogami
    • Journal Title

      JMA Journal

      Volume: 5 Pages: 341~348

    • DOI

      10.31662/jmaj.2022-0047

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Risk Stratification for Pregnancies Diagnosed With Fetal Growth Restriction Based on Placental <scp>MRI</scp>2022

    • Author(s)
      Himoto Yuki、Fujimoto Koji、Kido Aki、Otani Satoshi、Matsumoto Yuka Kuriyama、Mogami Haruta、Nakao Kyoko Kameyama、Kurata Yasuhisa、Moribata Yusaku、Chigusa Yoshitsugu、Minamiguchi Sachiko、Mandai Masaki、Nakamoto Yuji
    • Journal Title

      Journal of Magnetic Resonance Imaging

      Volume: 56 Pages: 1650~1658

    • DOI

      10.1002/jmri.28298

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 羊膜治癒におけるプロスタグランジンI2の関与2022

    • Author(s)
      髙倉賢人,最上晴太,松坂 優,安田枝里子,猪早阿紗子,上田優輔,川村洋介,千草義継,万代昌紀
    • Organizer
      第43回日本炎症・再生医学会
  • [Presentation] 絨毛膜下血腫は羊膜の上皮間葉転換を生じる2022

    • Author(s)
      安田枝里子,最上晴太,松坂 優,猪早阿紗子,髙倉賢人, 上田優輔,川村洋介,千草義継,万代昌紀
    • Organizer
      第58回日本周産期・新生児医学会学術集会
  • [Presentation] 羊膜の治癒におけるプロスタグランジン I2 の関与2022

    • Author(s)
      髙倉賢人,最上晴太,松坂 優,安田枝里子,猪早阿紗子,上田優輔,川村洋介,千草義継,万代昌紀
    • Organizer
      第58回日本周産期・新生児医学会学術集会
  • [Presentation] 子宮頸管内の MUC5B と MUC5AC は上行性感染を防御し早産予防に寄与する2022

    • Author(s)
      上田優輔,最上晴太,松坂 優,安田枝里子,猪早阿紗子,髙倉賢人,川村洋介,千草義継,近藤英治,万代昌紀
    • Organizer
      第58回日本周産期・新生児医学会学術集会
  • [Presentation] Subchorionic hematoma promotes epithelial-mesenchymal transition of amniotic epithelial cells2022

    • Author(s)
      Yasuda E, Mogami H, Matsuzaka Y, Inohaya A, Takakura M, Ueda Y, Kawamura Y, Chigusa Y, Mandai M
    • Organizer
      第74回日本産科婦人科学会学術講演会
  • [Presentation] The role of prostaglandins in the healing of fetal membranes2022

    • Author(s)
      Takakura M, Mogami H, Matsuzaka Y, Yasuda E, Inohaya A, Ueda Y, Kawamura Y, Chigusa Y, Mandai M
    • Organizer
      第74回日本産科婦人科学会学術講演会
  • [Presentation] Cervical MUC5B and MUC5AC protect pregnant uterus from ascending pathogens2022

    • Author(s)
      Ueda Y, Mogami H, Takakura, Matsuzaka Y, Yasuda E, Inohaya A, Kawamura Y, Chigusa Y, Kondoh E, Mandai M
    • Organizer
      第74回日本産科婦人科学会学術講演会
  • [Presentation] Amnion epithelial cells can potentiate the proliferation in cases with preterm premature rupture of membrane(pPROM)and bulging fetal membranes2022

    • Author(s)
      Yu Matsuzaka, Haruta Mogami, Eriko Yasuda, Asako Inohaya, Masahito Takakura, Yusuke Ueda, Yosuke Kawamura, Yoshitsugu Chigusa, Masaki Mandai
    • Organizer
      第74回日本産科婦人科学会学術講演会
  • [Presentation] 絨毛膜下血腫による羊膜の変化2022

    • Author(s)
      安田枝里子、最上晴太、松坂優、猪早阿紗子、高倉賢人、上田優輔、川村洋介、千草義継、万代昌紀
    • Organizer
      第30回日本胎盤学会
  • [Presentation] 卵膜治癒におけるプロスタサイクリンの役割2022

    • Author(s)
      高倉賢人、最上晴太、松坂優、安田枝里子、猪早阿紗子、川村洋介、上田優輔、千草義継、万代昌紀
    • Organizer
      第30回日本胎盤学会
  • [Presentation] Changes in the fetal membranes due to subchorionic hematoma2022

    • Author(s)
      Yasuda E, Mogami H, Matsuzaka Y, Inohaya A, Takakura M, Ueda Y, Kawamura Y, Chigusa Y, Mandai M
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会
  • [Presentation] 産科診療ガイドライン2020を 踏まえた産科救急2022

    • Author(s)
      最上晴太
    • Organizer
      第63回日本母性衛生学会総会・学術集会
    • Invited
  • [Book] 前期破水(私の管理) これからの助産師必携 見逃せない妊娠中の疾患302023

    • Author(s)
      川村洋介、最上晴太
    • Total Pages
      240
    • Publisher
      メディカ出版
    • ISBN
      9784840479271
  • [Remarks] 「健康な赤ちゃんを:前期破水・早産を減らす」

    • URL

      https://research.kyoto-u.ac.jp/documentary/d033/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 早産および陣痛誘発成功を予測する15-PGDHテストスティック2022

    • Inventor(s)
      最上晴太,上田優輔,近藤英治,伴野由季,岩澤大二郎,黒川祐人
    • Industrial Property Rights Holder
      最上晴太,上田優輔,近藤英治,伴野由季,岩澤大二郎,黒川祐人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2022/32442

URL: 

Published: 2023-12-25  

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