Roles of TRPV4 for developing invasive pneumococcal-viral co-infections

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K08585
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: 保富 宗城 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (90336892)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉田 玄 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (20407274) ; 河野 正充 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (20511570) ; 酒谷 英樹 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (30817317) ; 雑賀 司珠也 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (40254544) ; 村上 大地 和歌山県立医科大学, 医学部, 準客員研究員 (30794218)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 一過性受容体電位 / 肺炎球菌 / インフルエンザ / 侵襲性肺炎球菌感染

Outline of Annual Research Achievements

侵襲性肺炎球菌感染症の発症において「感染によるバリア機構の破綻」と「宿主の組織修復能・免疫能」の２つの機序が重要である。肺炎球菌の鼻腔保菌から侵襲性感染症への進展を「TRPV4チャネル」と「ウイルス混合感染」の観点より、細菌学的、免疫組織学的、分子生物学的手法にさらに数理的モデルを組み合わせ多面的に解析する。本研究により、ウイルス混合感染による侵襲性肺炎球菌感染症におけるTRPV4チャネルを介した組織修復の関与を明らかにする。
令和４年度は、肺炎球菌単独感染によるマウス鼻腔における感覚神経受容体と鼻腔バリア機構の変化について、①健常野生型マウス鼻腔でのTRPV4チャネル発現と鼻腔組織（鼻粘膜・嗅神経・嗅上皮)の組織学的変化と、②肺炎球菌感染による鼻腔組織（鼻粘膜・嗅神経・嗅上皮)の組織学的変化検討した。
①　野生型マウス(C57BL/6J)の鼻腔組織(鼻粘膜・嗅神経・嗅上皮)構造の確認およびTRPチャネル(TRPV4,TRPV1)の発現と局在について免疫組織学手法により評価した。TRPV4は嗅上皮基底細胞層・粘膜下固有層に存在したのに対して、TRPV1は嗅神経繊維束に存在した。
②　野生型およびTRP遺伝子欠損(TRPV4/V1/A1 KO)マウスに肺炎球菌6A株1×107CFUを、単独感染あるいはインフルエンザA型と混合感染し、感染後の鼻腔組織障害と修復・恒常性維持の過程を免疫組織学手法により評価した。インフルエンザウイルスA型と肺炎球菌の混合感染では、嗅上皮の強い脱落を認めOMPの低下を認めた。一方、肺炎球菌の鼻腔保菌については、TRPV4欠損マウスと野生型マウスの間で有意な差を認めなかった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

侵襲性肺炎球菌感染症の発症について、「感染によるバリア機構の破綻」と「宿主の組織修復能・免疫能」の２つの側面より、肺炎球菌単独感染およびインフルエンザウイルスA型との混合感染によるマウス鼻腔における感覚神経受容体と鼻腔組織（鼻粘膜・嗅神経・嗅上皮)の組織学的変化についての評価を行った。
肺炎球菌単独感染あるいはインフルエンザA型と混合感染における鼻腔組織障害と修復・恒常性維持の過程と肺炎球菌の鼻腔保菌についての評価が進捗した一方、鼻腔組織（鼻粘膜・嗅神経・嗅上皮)におけるタイト結合の評価と鼻腔への好中球とマクロファージの集簇、サイトカインおよびケモカイン発現についての評価がやや遅れているものの、おおむねjyん町に進展している。

Strategy for Future Research Activity

肺炎球菌単独感染によるマウス鼻腔における感覚神経受容体と鼻腔バリア機構の変化について、①健常野生型マウス鼻腔でのTRPV4チャネル発現と鼻腔バリア機構についてタイト結合関連分子(claudin, occludin, ZO-1/2, tricellulin)の発現と局在について免疫組織学手法により評価する。②肺炎球菌単独感染による鼻腔バリア機構の変化におけるTRPV4チャネルの影響について、野生型およびTRP遺伝子欠損(TRPV4 KO、TRPV1 KO)マウスにおける肺炎球菌感染後の①鼻腔組織障害と修復・恒常性維持の過程を、組織再生とタイト結合関連分子の発現変化を中心に免疫組織学手法により評価する。また、鼻腔からの肺炎球菌クリアランス、鼻腔への好中球とマクロファージの集簇をFACSで、サイトカイン/ケモカイン発現をqPCR法で評価しする。

Causes of Carryover

2022年度中に検討する予定であった鼻腔組織（鼻粘膜・嗅神経・嗅上皮)におけるタイト結合の評価と鼻腔への好中球とマクロファージの集簇、サイトカインおよびケモカイン発現についての評価が次年度に行われることとなり、研究に使用する薬品の購入資金の確保のため、2022年度の残額を次年度に使用することとした。