共同研究・競争的資金等の研究課題 - 黒沼　幸治

肺マイクロバイオームの変容と自然免疫応答異常に注目したIPF病態の解明

基盤研究(C)

研究期間:

2022年04月

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2025年03月

 

千葉 弘文, 齋藤 充史, 黒沼 幸治

肺マイクロバイオーム多様性喪失と肺サーファクタント蛋白質の免疫機構

基盤研究(C)

研究期間:

2020年04月

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2023年03月

 

黒沼 幸治, 齋藤 充史, 千葉 弘文

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肺内に豊富に存在する肺サーファクタント蛋白質は、様々な細菌と結合し下気道の自然免疫・感染防御の役割を担っている。マイクロバイオーム解析の進歩により、肺における微生物叢のホメオスタシス変化と様々な疾患との関連に注目が集まっている。高齢化に伴い繰り返す感染や慢性的な肺損傷による肺サーファク タント蛋白質の喪失は肺内微生物叢環境に異常をもたらすと考えられる。 肺サーファクタント蛋白質のうちSP-AとSP-Dは様々な細菌、真菌の菌体成分に結合し、オプソニン効果やToll様受容体を介した炎症制御、肺胞マクロファージ の活性化などの働きがあり、炎症を制御する。申請者らはこれまで、SP-AとSP-Dが肺炎球菌感染に対し、抗炎症作用と抗菌活性を有することを報告している。申請者らが報告した特発性肺線維 症における肺マイクロバイオームのDysbiosisは疾患予後とも密接に関連している。 マウスのBAL液のマイクロバイオームを検討したところ、25週齢のSP-A欠損マウスで多様性喪失(Dysbiosis)がみられた。 抗線維化薬であるピルフェニドンは光線過敏症や悪心を誘発し、ペラグラ様の病態を呈する。マウスに低ナイアシン食を与えてペラグラモデルを作成し、マウスのマイクロバイオームを解析したところ腸内細菌叢に変化がみられた。低ナイアシン食でBacteroidaceae、Streptococcaceaeの減少とRuminococcaceaeの増加を認めた。代謝産物の解析では尿中MNA、NMO、2-Py、4-Pyの減少を認めた。皮膚のアラキドン酸の分析でもHETEやEETの上昇を認め酸化脂肪酸の影響が示唆された。ピルフェニドンモデルマウスで今後マイクロバイオーム解析を行い、肺サーファクタント組成変化の解析と共に副作用の少ない新たな治療法を探索する。

TLR制御分子としての肺サーファクタントおよびHSP47抑制による肺線維化治療

基盤研究(C)

研究期間:

2017年04月

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2020年03月

 

高橋 弘毅, 高橋 素子, 千葉 弘文, 大塚 満雄, 黒沼 幸治

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目的：サーファクタント蛋白質(SP)-A補充とHSP47のsiRNAが肺の炎症・線維化を抑制するとの仮説の下、特発性肺線維症の新たな治療法を開発することである。方法：SP-A(-/-)及び野生種マウスにBLMを経気道投与し肺傷害・肺線維化モデルを作成、siRNA HSP47を経静脈投与した。結果：SP-A欠損マウスでは野生種に比べ、炎症・線維化が増強した。また、siRNA HSP47は肺傷害を軽減し、BLM誘導気道炎症を抑制した。結論： SP-Aの補充、及びsiRNA HSP47は肺傷害/肺線維化病変の形成を抑制し、両者の併用が肺線維症の新たな治療法のひとつになりうることが示された。

肺コレクチンによる肺炎球菌感染症の重症化阻止機構の解明と臨床応用

基盤研究(C)

研究期間:

2015年04月

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2018年03月

 

黒沼 幸治, 高橋 弘毅

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肺炎球菌感染症は重症化しやすく、侵襲性肺炎球菌感染症は致死率も高い。肺炎球菌感染症の莢膜血清型による重症度の違いが疫学研究により報告されており、 我々のサーベイランスにおいても肺炎球菌ワクチンの普及に伴い、北海道における侵襲性肺炎球菌感染症の血清型にも変化がみられている。肺コレクチンが肺炎球菌成分と特異的に結合し、また、マクロファージを活性化させて 菌の貪食に必要な受容体を増加させることで抗菌活性を発揮することを確認した。肺炎球菌の病態としてワクチン効果、宿主の免疫状態、肺コレクチンなどの制御因子との関連が重要であることが明らかとなった。

肺サーファクタント蛋白質の新作用を応用した肺傷害・線維化制御

基盤研究(C)

研究期間:

2014年04月

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2017年03月

 

高橋 弘毅, 長谷川 善弘, 齋藤 充史, 千葉 弘文, 大塚 満雄, 黒沼 幸治, 高橋 素子

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本研究は、肺傷害・線維化およびアレルギー性気道炎症の抑制因子としての肺サーファクタント蛋白質（SP-A）の重要性とそのメカニズムを明らかにし、その機能を応用した治療法へ橋渡しとなる成果を得ることを目的として遂行された。SP-Aのノックアウトマウスでは野生型マウスに比べ、ブレオマイシン刺激下で肺内炎症と線維化が有意に増強した。さらにSP-Aを気道から投与したところ、炎症が抑制された。さらにin vitro実験によって、SP-Aの炎症抑制効果はブレオマイシンと可溶性トル様受容体（sTLR2）との結合阻害作用に基づくことを明らかにした。また、気道のアレルギー反応を抑制する効果も確かめられた。

肺コレクチンが有する急性肺障害制御機能の臨床応用化への橋渡し

基盤研究(C)

研究期間:

2011年

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2013年

 

高橋 弘毅, 黒木 由夫, 白鳥 正典, 千葉 弘文, 工藤 和実, 黒沼 幸治

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本研究は急性肺障害でのToll様受容体(TLRs)の役割を明確にし、肺コレクチン、SP-Aによる抑制効果を臨床薬に応用する基盤的研究である。ブレオマイシン（BLM）投与SP-A ノックアウトマウスは野生型よりも死亡率が高く、肺内炎症性サイトカイン産生が増強された。BLM刺激でラット肺胞マクロファージから炎症性サイトカインが誘導され、SP-A添加で有意に抑制された。sTLR2遺伝子導入HEK293細胞では、BLM刺激でNF-kBが誘導された。BLMはsTLR2と直接結合し、それはSP-Aで阻害された。以上より、BLM誘導シグナルはTLR2依存性で、肺コレクチンはその阻害効果をもつことが示された。

肺サーファクタント蛋白質Aによる非感染性肺障害の炎症制御

若手研究(B)

研究期間:

2011年

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2012年

 

黒沼 幸治

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非感染性肺障害は炎症性サイトカインの過剰産生により致死的な病態となりうることから、肺サーファクタント蛋白質A(SP-A)の肺保護作用の検討を本研究の目的とした。SP-A欠損マウスを用いた検討で、ブレオマイシンの経気道投与により、生存率の低下、気管支肺胞洗浄液中の細胞数の増加、炎症性サイトカインの増加を認めた。SP-Aはブレオマイシンに直接強く結合し、ブレオマイシンとToll様受容体との結合を阻害し、自然免疫機構を制御すると考えられた。

肺コレクチンを用いた薬剤性肺障害の制御

基盤研究(C)

研究期間:

2008年

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2010年

 

高橋 弘毅, 黒木 由夫, 白鳥 正典, 千葉 弘文, 工藤 和実, 黒沼 幸治

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本研究は、薬剤性肺障害の成因や重症化において肺コレクチン(SPAとSP-D)およびToll様受容体(TLR)による炎症制御の機構を解明し、将来の肺治療への応用を目指してその基盤確立を目的として遂行された。まず、薬剤による肺障害のマウスモデルを確立し、SP-Aノックアウトマウスにおいては重症化していた。ラット肺胞マクロファージ細胞における薬剤刺激による炎症性サイトカイン産生はSP-Aにより抑制された。薬剤(ブレオマイシン)はsTLR2と結合したが、SP-Aによりその結合は阻害された。以上より、SP-Aは薬剤性肺障害においても保護的な役割を有しており、TLR2を介した炎症の増強を抑制している可能性が示唆された。