肥満による線毛機能障害に着目したウイルス性呼吸器感染症重症化の制御法の開発

开发一种控制病毒性呼吸道感染严重程度的方法，重点关注肥胖引起的纤毛功能障碍

基本信息

批准号：
22K08231
负责人：
藤澤朋幸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hamamatsu University School of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は，肥満によるウイルス性呼吸器感染症の重症化機序に関して，「肥満により惹起される気道の線毛機能障害」に焦点をあてその機序を解明し，線毛機能障害に対する効果的な制御法の開発へ向けた基礎的基盤の構築を目指すものである．マウス気管の組織培養系を用いた線毛機能の動的定量評価として，線毛輸送能と線毛活性を解析した．線毛輸送能については、組織培養液中に蛍光ビーズを添加してそれらの移動する距離と時間を蛍光顕微鏡とビデオカメラで計測して、“流体移動速度”を算出した。線毛活性については、色素標識した線毛先端の動きを高速ビデオカメラで撮影して専用画像ソフトでイメージング解析し、“線毛打頻度（ciliary beat frequency: CBF）”を算出した．高脂肪食を14週間摂取した肥満モデルマウスを作成し，上述の方法を用いて線毛輸送能と線毛活性をコントロールマウスと比較解析した．その結果，肥満マウスでは有意に流体移動速度とCBFが低下しており，肥満マウスにおける線毛機能の低下が実証された．次に，インフルエンザAウイルス（IAV）感染時における線毛機能の変化を，コントロールマウスと肥満マウスで比較解析した．コントロールマウスより採取した気管組織をIAV含有培養液にて60分組織培養して気管上皮にIAVを感染させた後，線毛輸送能と線毛活性を評価した．その結果，IAV感染により流体移動速度とCBFは有意に増加した．一方、肥満マウスより採取した気管組織を用いて，同様の手法で気管上皮にIAVを感染させで線毛機能を解析したところ，IAV感染による流体移動速度とCBFの増加は消失した．以上より，肥満マウスでは，気道上皮の線毛機能が障害されており，さらにIAV感染時における線毛機能促進作用が減弱することが明らかとなった．

本研究旨在阐明肥胖引起的病毒性呼吸道感染加重的机制，重点关注“肥胖引起的气道纤毛功能障碍”，并寻找治疗纤毛功能障碍的有效方法，为治疗纤毛功能障碍奠定基础。开发有效的控制方法。作为使用小鼠气管组织培养系统对纤毛功能的动态定量评估，对纤毛运输能力和纤毛活动进行了分析。关于菌毛的运输能力，我们在组织培养基中添加荧光珠，使用荧光显微镜和摄像机测量它们移动的距离和时间，并计算“流体移动速度”。关于纤毛活动，用高速摄像机拍摄染料标记的纤毛尖端的运动，并使用专用图像软件分析成像以计算“纤毛跳动频率（CBF）”。我们创建了喂食高脂肪饮食 14 周的肥胖模型小鼠，并使用上述方法将纤毛运输能力和纤毛活动与对照小鼠进行了比较。结果，肥胖小鼠的液体运动速度和CBF显着降低，表明肥胖小鼠的纤毛功能下降。接下来，我们比较了对照小鼠和肥胖小鼠在甲型流感病毒（IAV）感染期间纤毛功能的变化。将从对照小鼠收集的气管组织在含有IAV的培养基中培养60分钟，以用IAV感染气管上皮，并评价纤毛运输能力和纤毛活性。结果，IAV 感染显着增加了液体运动速度和 CBF。另一方面，当我们使用从肥胖小鼠收集的气管组织用IAV感染气管上皮并分析纤毛功能时，由IAV感染引起的液体运动速度和CBF的增加消失了。上述结果表明，肥胖小鼠气道上皮的纤毛功能受损，IAV感染期间对纤毛功能的促进作用减弱。