機械感受性チャネルPiezo1とメカノセンサーを標的とした呼吸器疾患の病態解明

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圧縮、ずり応力、ストレッチ、基質硬度など、機械的刺激（メカニカルストレス）や環境（メカニカル環境）は、呼吸器の発達、生理機能と恒常性の維持に必要不可欠である。一方で、過剰なメカニカルストレスやメカニカルストレスに対する呼吸器の応答の不具合は、気管支喘息、COPD、肺線維症、人工呼吸器関連肺損傷、肺癌を含む多くの呼吸器疾患の病態機序につながる因子となると考えられている。2010年Patapoutian博士らにより、機械感受性Ca2+チャネルとしてPiezo1, Piezo2が発見された(Coste B, et al., Science 2010;335:55-60)。Piezo2については、ヘーリング・ブロイエル反射として知られる呼吸調節を制御するメカノセンサー分子であることも解明された(Nonomura K, et al., Nature 2017;541:176-181)。これらメカノセンサー分子同定の功績が評価され、Patapoutian博士に2021年ノーベル生理学・医学賞が授与された。研究代表者は、これまでメカノバイオロジーを行う中で、メカノセンサー分子に着目し、「呼吸器細胞のメカノセンサーとして働く」、更には「喘息や肺線維症など、メカニカルストレスが関与する病態との関連がある」、との仮説を立てて研究を行ってきた(Ito S, Curr Opin Physiol 2021;21:65-70)。細胞レベルの実験において、培養ヒト気道平滑筋細胞および肺線維芽細胞にはPiezo遺伝子、特にPiezo1のｍRNA発現が発現していることを確認し、siRNA導入によりmRNA発現レベルが抑制されることを確かめた。Piezoによる気道平滑筋細胞や肺線維芽細胞の機能における制御機構について、引き続き検討を行っている。