好酸球の多層オミクス解析に基づく炎症病態の予測システムの開発

基于嗜酸性粒细胞多层组学分析的炎症病理学预测系统的开发

• 批准号: 20K17239
• 负责人: 宮田 純
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Keio University (2022)National Defense Medical College (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K17239/
• 关键词: 好酸球; トランスクリプトミクス解析; プロテオミクス解析; IL-4; IL-33; TNF-alpha; IFN-gamma; アレルギー疾患; 多層オミクス解析; バイオインフォマティクス; 重症喘息

刺激因子の 2 型サイトカイン（IL-5, IL-4, IL-33）、1 型サイトカイン（TNF-alpha, IFN-gamma）の存在下で培養した健常者の血中好酸球を用いて RNA-seq を実施した．RNA-seq により発現上昇因子として、IL-5 と IL-4 に共通する GGT5、IL3RA、IL-5 特異的な IL2RA、CCL23、IL-4 特異的な TGM2、IL1RL1、IL-33 と TNF に共通する C3、CCL4、IL1、IFN 特異的な GBP、TRIM などを同定した．同様の変化をプロテオミクスとフローサイトメトリーで確認し、これらの因子が蛋白翻訳後に機能的分子となりうることを示した．リピドミクスではIL-4 と IL-5 の刺激により LTD4 の産生量が相乗的に増加することを確認し、発現した GGT5 などの脂肪酸代謝酵素が実際に脂肪酸代謝パターンを変化させ、特定の脂質メディエーターの産生に寄与することが証明された．私たちが保有している鼻茸好酸球の遺伝子発現データを用いて、これらの刺激因子による変化が実際の炎症部位の好酸球で生じているかどうか検証した．IL-5, IL-4, IL-33, TNF-alpha による変化と同じ遺伝子発現パターンの変化が複合的に生じていることが確認された．IFN-gamma の刺激によって変化する因子については発現量の増減が均一ではなかった．以上から、IL-5, IL-4, IL-33, TNF-alpha が病態に関与している可能性が示唆された．IFN については病態への寄与度は不明であり、今後他の IFN-alpha/beta, IFN-lambda を用いた比較検討が必要であると考えられる．本研究で同定された因子群の変化は副鼻腔炎、喘息などの様々なアレルギー疾患の病態の解釈に有用である可能性があり、今後も解析を進める予定である．

在存在刺激因子的健康个体的血液中，使用嗜酸性粒细胞在2型细胞因子（IL-5，IL-4，IL-33）和1型细胞因子（TNF-Alpha，IFN-GAMMA）中培养的健康个体的血液进行RNA-Seq。 RNA-Seq鉴定出GGT5，IL3RA，IL-5特异性IL2RA，CCL23，IL-4特异性TGM2，IL1RL1，IL-33和TNF是表达升高因子。蛋白质组学和流式细胞仪证实了类似的变化，表明这些因素可能在蛋白质翻译后成为功能分子。脂肪组学证实，对IL-4和IL-5的刺激有协同增加LTD4的产生，并且已证明表达了诸如GGT5之类的脂肪酸代谢酶实际上改变了脂肪酸代谢模式，并有助于特定脂质介体的产生。使用我们的基因表达数据作为鼻多生物粒细胞，我们研究了这些刺激因子引起的变化是否发生在炎症的实际部位。已经证实，相同基因表达模式的变化以与IL-5，IL-4，IL-33和TNF-Alpha引起的复杂方式发生。对于随着IFN-gamma刺激而变化的因素，表达水平的增加或降低并不均匀。这些表明IL-5，IL-4，IL-33和TNF-α可能参与了病理。对IFN病理状况的贡献是未知的，人们认为将来需要使用其他IFN-Alpha/beta和IFN-Lambda进行比较研究。这项研究中确定的因素的变化可能有助于解释各种过敏性疾病（例如鼻窦炎和哮喘）的病理，将来将进行分析。

项目成果

好酸球の多様性で紐解く難治性好酸球性炎症の機序

嗜酸性粒细胞多样性揭示难治性嗜酸性粒细胞炎症机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 橘内 博哉;滝山 由美;中川 直樹;沖崎 貴琢;羽田 勝計;宮田 純
• 通讯作者: 宮田 純

難治性好酸球性炎症の成立機序と治療戦略

难治性嗜酸性粒细胞炎症的机制及治疗策略

• 发表时间: 2022
• 作者: Ito Keima;Kanemitsu Yoshihiro;Kamiya Takeshi;Fukumitsu Kensuke;Takeda Norihisa;Tajiri Tomoko;Kurokawa Ryota;Nishiyama Hirono;Yap Jennifer;Fukuda Satoshi;Uemura Takehiro;Ohkubo Hirotsugu;Maeno Ken;Ito Yutaka;Oguri Tetsuya;Takemura Masaya;Niimi Akio;宮田 純
• 通讯作者: 宮田 純

多層オミクス解析を用いたIL-4によるアレルギー性好酸球の誘導機序の検討

使用多层组学分析检查 IL-4 诱导过敏性嗜酸性粒细胞的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 砂田 啓英也;宮田 純;持丸 貴生;奥隅 真一;正木 克宜;加畑 宏樹;有田 誠;福永 興壱
• 通讯作者: 福永 興壱

多層オミクス解析を用いたIL-33による炎症性好酸球の誘導機序の検討

使用多层组学分析检查 IL-33 诱导炎症性嗜酸性粒细胞的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 持丸 貴生;宮田 純;砂田 啓英也;奥隅 真一;正木 克宜;加畑 宏樹;有田 誠;福永 興壱
• 通讯作者: 福永 興壱