論文の内容の要旨
氏名：鹿 野 壯太郎
専攻分野の名称：博士（医学）
論文題名：マウス肺障害モデルにおけるexosome内のmiRNA発現の変動とその役割について
急性呼吸窮迫症候群 (acute respiratory distress syndrome, ARDS)は、重症肺炎や敗血症などにより全 身の炎症が引き起こされ、肺血管の透過性が亢進することで肺水腫を発症し急性呼吸不全に至る、予後不 良の疾患である。
ARDSの発症には、過剰産生された炎症性サイトカインによる肺血管傷害と好中球の集簇が関与すると 考えられており、治療には好中球エラスターゼ阻害薬が用いられている。しかし、十分な効果は認められ ておらず、好中球以外の炎症を制御する必要があると考えられている。そこで本研究はARDSにおけるマ クロファージを中心とした炎症のメカニズムに着目し、Nucleotide binding oligomerization-like receptors 3 (NLRP3)インフラマソームとその制御が報告されているエクソソーム (exosome)について検討した。
Exosomeとは脂質二重膜で構成された内部に核酸やタンパクを含む小胞で、ドナー細胞からエキソサ
イトーシスにより細胞外に放出され、レシピエント細胞にエンドサイトーシスにより取り込まれることで、
細胞間の情報伝達に関与していると考えられている。Exosome に含まれる情報成分の中でも、特に microRNA (miRNA)についての研究が進められている。miRNAは約20ヌクレオチドで構成される小分子 RNAであるが、相補的配列を持つターゲットmRNAに結合し、分解または翻訳抑制を行い、タンパク質 の産生を抑制することが知られている。本研究は、マウス肺障害モデルの肺胞洗浄液 (bronchoalveolar lavage fluid, BALF)を用い、exosome内miRNAの解析とNLRP3インフラマソームへの制御機構を明ら かにすることによりARDSに対するexosomeの役割について検討した。
Lipopolysaccharide (LPS)をマウスの気道に投与して急性肺障害モデルを作製し、BALF中のexosome とそのexosome内のRNAについて解析した。LPS刺激後もexosome数に変化は認めなかったが、RNA 量は著明な増加を認めた。miRNAの網羅解析では、miRNA-466gとmiRNA-466m-5pを含むmiRNA- 466ファミリーがLPS刺激により有意に増加していた。
miRNA-466g と miRNA-466m-5p を マ ウ ス 骨 髄 由 来 マ ク ロ フ ァ ー ジ (bone marrow derived macrophage,BMDM)に遺伝子導入し、LPSとadenosine 5’-triphosphate disodium salt hydrate (ATP)投 与によるinterleukin-1β (IL-1β)分泌への影響を検討した。miRNA-466gとmiRNA-466m-5pを遺伝子導 入したBMDMはコントロールmiRNAで処理した細胞と比較し、細胞内のpro-IL-1β増加と、細胞外への IL-1β分泌の増加を認めた。以上からARDSでは、気道に分泌されるexosome内のmiRNA-466gとmiRNA-
466m-5pが増加し、NLRP3インフラマソームを介したIL-1βの過剰な産生が起こることが、病態形成に
寄与している可能性が示唆された。
