特発性肺線維症における鉄代謝によるミトコンドリアDNA放出機構と線維化の解明

阐明特发性肺纤维化中铁代谢导致的线粒体 DNA 释放机制和纤维化

基本信息

批准号：
21K08214
负责人：
水村賢司
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08214/
关键词：
特発性肺線維症鉄代謝ミトコンドリアDNA 線維化

项目摘要

本研究では、進行する肺の線維化を制御するセカンドメッセンジャーとしてミトコンドリアDNA(mtDNA)に着目し、鉄代謝によるmtDNAの細胞外放出メカニズムと線維化について検討し、臨床応用への研究基盤を確立することを目的としている。初年度は、肺上皮細胞を用いて、タバコ煙がmtDNAをミトコンドリアから細胞質を経て細胞外に放出させ、その過程を鉄代謝が制御していることを示した。令和４年度は、鉄代謝の肺線維化における役割を、マウスモデルを用い検討した。肺の線維化過程における鉄代謝の関与を検討するために、ブレオマイシン(BLM)肺線維症マウスモデルにDFOを経気管支的に投与して、肺の線維化を評価した。BLM投与したマウス肺のHE所見では、肺胞構造の破壊を伴う胞隔炎と間質の肥厚を認めたが、BLM投与マウスにDFOを経気管支投与すると、胞隔炎と間質の肥厚ともに抑制されていた。肺線維化の病理評価である Ashcroft スコアでも、BLM単独投与群に比べてBLM+DFO投与群では有意に低下していた。さらに、肺組織中のヒドロキシプロリン量を測定することにより、生化学的に肺の線維化を評価した。肺組織中のヒドロキシプロリン量はBLM投与によって増加したが、BLM単独投与群に比べてBLM+DFO投与群ではヒドロキシプロリン量が有意に低下していた。以上の結果は、生体内でも鉄代謝が肺の線維化を制御していることを示唆するものである。令和５年度はmtDNAを中心に検討を行う。具体的には、BLM肺線維症マウスモデルの血中および気管支洗浄液中のmtDNA量を測定して、線維化との相関を解析し、mtDNAが肺線維症のバイオマーカーになりうるか検討する。またmtDNA自体が線維化作用を有しているか検討するために、BLM肺線維症マウスモデルにmtDNAを経気管支的に投与して肺の線維化を評価する。

这项研究的重点是线粒体DNA（mtDNA）作为调节进行性肺纤维化的第二个使者，旨在研究通过铁代谢和纤维化细胞外释放mtDNA的机制，并为临床应用建立研究基金会。在第一年，使用肺上皮细胞来证明烟草烟雾导致mtDNA通过细胞质从线粒体释放，而铁代谢则调节了这一过程。在2022年，使用小鼠模型检查了铁代谢在肺纤维化中的作用。为了研究铁代谢在肺纤维化过程中的参与，通过在小鼠博来霉素（BLM）肺纤维化的小鼠模型中，通过传导DFO评估了肺纤维化。他的发现，在施用BLM的小鼠中，囊性分离和间质增厚，伴随着肺泡结构的破坏，但是当将DFO施用至BLM施用的小鼠时，囊性分离和间质增厚。与单独的BLM组相比，BLM+DFO组的Ashcroft评分是对肺纤维化的病理评估。另外，通过测量肺组织中羟丙烯量来评估肺纤维化。与单独接收BLM相比，接收BLM+DFO的组中，肺组织中羟基磷脂的量增加了肺组织的增加，但是接收BLM+DFO的组的羟基含量显着降低。以上结果表明铁代谢还调节体内的肺纤维化。在2023财政年度，我们将重点关注mtdna。具体而言，测量了BLM肺纤维化小鼠模型的血液和支气管灌洗中的mtDNA量，并分析了与纤维化的相关性，并且是否可以检查mtDNA是肺纤维化的生物标志物。此外，为了确定mtDNA本身是否具有纤维化效应，通过将mtDNA经施加到BLM肺纤维化的小鼠模型来评估肺纤维化。