2013 Fiscal Year Research-status Report
低出生体重児の腸管機能不全と消化管サーファクタントの関連性に関する研究
| Project/Area Number |
25462781
|
|---|
| Research Institution | Hyogo Medical University |
|---|
Principal Investigator |
奥山 宏臣 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (30252670)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪 龍太 兵庫医科大学, 医学部, 病院助手 (00459190)
久保 秀司 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (10441320)
佐々木 隆士 兵庫医科大学, 医学部, 講師 (20388573)
柳原 格 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所), 研究所, 研究員 (60314415)
野瀬 聡子 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (90467564)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | サーファクタント / 胎児 / 消化管 / 膵臓 / 腸管粘膜防御機構 |
|---|
| Research Abstract |
近年、消化管にはサーファクタント蛋白(SP)の４つのサブクラスのうちSP-AとSP-Dが存在し、腸管粘膜のバリアー機構としての役割を担っていることが明らかとなってきた。一方、低出生体重児においては、壊死性腸炎をはじめとした重篤な消化管機能障害を合併する頻度が高く、腸管粘膜のバリアー機構の未熟性が問題となる。そこで本研究では、消化管サーファクタント蛋白と腸管粘膜のバリアー機構の未熟性との関連性を明らかにして、低出生体重児における消化管機能障害の病態を解明することを目的とした。
平成25年度はまずヒト胎児検体を用いて免疫組織染色を行い、SP-AとSP-Dがヒト胎児膵臓で発現していることを明らかとした。次に、在胎期間の異なるマウス胎仔（妊娠15,16,17,18日／満期20日）を対象として、胎仔の小腸および膵臓におけるSP-A、SP-Dの発現を、免疫組織染色とRT-PCRにて評価した。免疫組織染色では、SP-A、SP-Dともに妊娠16日以降で膵臓腺房細胞が染色され、妊娠18日以降で腸上皮細胞が染色された。RT-PCR では、SP-A mRNAの胎児膵臓での発現は妊娠17日でピークを認めたが、腸管での発現はわずかであった。SP-D mRNAの胎児膵臓での発現は、妊娠16日以降徐々に増加し、妊娠18日で最大となったが、SP-A mRNAと同様に、腸管での発現はわずかであった。これらの研究結果より、胎児消化管にはSP-AとSP-Dが存在し、その主な産生部位は妊娠後期の胎児膵臓であることが明らかとなった。以上の成果をまとめてOpen Journal of Pediatricsに論文発表した。これまでにマウス胎仔の腸管や膵臓におけるSP-AやSP-Dの発現時期を明らかにした報告はみられず、今後の研究に向けた貴重な成果となった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、「消化管サーファクタントの欠乏が低出生体重児における腸管機能不全の発生に関与する」ことの検証である。初年度はヒト胎児の膵臓にSP-A、SP-Dが存在していることが示された。またマウス胎仔を用いた実験でも、胎児期より消化管にはSP-AとSP-Dが存在し、その主な産生部位が膵臓であることが明らかとなった。肺のSP-AとSP-Dに関する最近の研究では、SP-AとSP-Dは病原微生物と結合してその増殖を抑制するだけでなく、マクロファージを介した抗炎症作用を持つことが報告されており、SP-AとSP-Dは肺胞粘膜のバリアー機構として重要な役割を担うものとして注目されている。従って、胎児消化管にもSPAとSPDが存在するという初年度の成果は、低出生体重児の未熟な腸管粘膜バリアー機構の解明に向けた極めて重要なステップとなる。2年目以降の研究により、胎児消化管SPが肺SPと同様の働きを持っていることを示すことができれば、消化管におけるSP欠乏と壊死性腸炎・特発性腸穿孔・胎便関連性腸閉塞といった低出生体重児の腸管機能不全との関連性を明らかにすることが期待できる。SP欠乏状態のモデルであるSP-A及びSP-DのKOマウスの入手は困難であるため、ヒト胎児消化管培養細胞を用いたin vitroモデルにより今後の研究を進める予定である。２年目となる本年度は、このin vitroモデルを用いてSPの抗炎症作用を評価する。3年目には、こうして得られた結果をもとに、消化管におけるSP欠乏と低出生体重児の消化管機能障害との関連性を解明してゆく方針である。
初年度に得られた研究成果はすでに論文発表されており、次年度以降の研究につながる重要なステップとなった。初年度としては十分な達成度が得られたと思われる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
低出生体重児における消化管機能障害の中でも、最も予後不良な壊死性腸炎の発症機序に関しては、近年分子生物学レベルでの解明が進んできた。ヒトの未熟腸管では、炎症反応をup-regulateするtoll-like receptor (TLR)の活性が亢進していることが明らかとなっており、このことに起因する過剰な炎症反応が壊死性腸炎の発症に関与していることが示唆されている。従って「消化管SPが肺SPと同様に抗炎症作用を持つ」という仮説を検証することができれば、壊死性腸炎の病因解明や予防法の確立への展開が期待できる。そこで以下のような計画に従い研究を進める予定である。
① ヒト胎児消化管培養細胞（INT407）の培養液中に血小板活性化因子（PAF）投与して、TLR4活性が亢進した腸上皮モデル（未熟腸管モデル）を作成する。
② この未熟腸管モデルにエンドトキシンを投与して、培養液中のTNFα、IL8濃度をELISAで測定し、炎症の程度を定量化する。
③ 未熟腸管モデルにあらかじめSPA、SPDを添加することで、PAFとエンドトキシン投与による炎症反応が抑制されるかどうかを検討する。
以上の実験系で、SP-AやSP-Dの添加によりTNFαやIL8の産生が抑制されれば、SPの抗炎症作用を示すことができる。初年度の研究成果にて、胎児期より消化管にはSP-AとSP-Dが存在しその主な産生部位は胎児期後期の膵臓であることが示された。SP-AとSP-Dの産生が始まる前に出生する早産児（低出生体重児）では、消化管SPは欠乏状態にあると考えられる。このSP欠乏状態が、消化管機能障害を引き起こす要因であると推測される。本研究により消化管SPの役割が明らかになれば、低出生体重児における消化管機能障害の病態解明と予防法の確立が期待できる。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度は、ヒト胎児ならびにマウス胎児の組織を用いて、免疫組織染色、Westernblot、PCRを行い胎児の腸管と膵臓におけるサーファクタント蛋白の発現を評価した。この実験に必要な試薬や機材を物品費より支出した。一方、当初導入を予定していたサーファクタント蛋白KOマウスは入手できなかったので、初年度の物品費は当初の予定より少なくなった。
今年度以降は胎児腸管上皮の培養細胞を用いたin vitro実験系を確立して、腸管上皮細胞に対するサーファクタント蛋白の役割を解析する予定である。胎児腸管上皮細胞とその培養に必要な機材ならびに試薬の購入経費を物品費から支出する予定である。また昨年度の研究成果を今年度の英国小児外科学会（７月）で発表予定であり、それに必要な経費を本研究の旅費より支出する予定である。
|
Research Products
(2 results)
