急性肺傷害の遺伝子およびアポトーシスの解析とサーファクタント蛋白質による治療応用

急性肺损伤中的基因和细胞凋亡分析以及表面活性蛋白的治疗应用

• 批准号: 12770299
• 负责人: 白鳥 正典
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Sapporo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12770299/
• 关键词: 急性肺傷害; 間質性肺炎; 放射線照射; 肺サーファクタント; サーファクタント蛋白質; リモデリング; アポトーシス

本研究は急性肺傷害の病態における、肺胞II型上皮細胞の動態に着目して、肺傷害出現時期の肺サーファクタント蛋白質(SP)の発現やアポトーシスの発現を評価し、肺胞構造の修復に寄与するとされている同細胞の再生・増殖の評価を行うことを目的とした。急性肺傷害モデルとして、8週齢の雄Sprague-Dawleyラットの胸郭に20Gyの単回軟X線照射を行い放射線性急性肺傷害ラットモデルを作成した。本モデルの組織学的検討では、照射3週後より肺胞内にマクロファージを主体とする炎症細胞浸潤が出現、照射5週後には炎症細胞浸潤の増強と胞隔炎を認めた。傷害肺組織の肺胞II型上皮細胞の細胞質内サーファクタント封入体であるlamellar body(LB)を可視化したところ、照射2週後よりLB陽性細胞が認められ、その後、それらの細胞数およびLBの数とサイズが4週後まで増加し、肺傷害後の肺サーファクタント産生の増加が示唆された。肺組織全体からのRNA収量はサイトカインなどのmRNAの増加や炎症細胞数の増加などを反映し照射3から5週後に有意に増加した。照射4週後のSP-A,-B,-C,-DのmRNA発現は、肺組織全体で増加した。しかしながら、親水性のSPであるSP-A,-D mRNAと比較し、疎水性のSP-B,-C mRNA発現は有意に減少していた。これらの結果から、肺胞の表面張力を低下させ肺胞構造の安定化を担うSP-B、SP-Cの相対的減少がサーファクタント組成を変化させ、肺胞表面張力を上昇させ肺胞虚脱を促進し、肺の線維化(リモデリング)に関与する可能性が示唆された。傷害に伴う肺胞II型上皮細胞のアポトーシスに関してTUNEL染色による検出を試みたが、明らかなアポトーシスは認めなかった。急性肺傷害時の肺サーファクタント蛋白質組成の変化は、その産生の面のみならず、蛋白分解酵素などによる蛋白質構造の障害や血液中への逸脱に伴う量的減少が考えられる。量的に減少する疎水性SPを含有する人工サーファクタントの傷害肺への投与が、呼吸状態を改善させ、リモデリングを抑制する可能性が示唆された。

This study aims to evaluate the pathogenesis of acute lung injury, the dynamics of type II epithelial cells, the development and recovery of lung protein (SP) during the onset of lung injury, and the regeneration and proliferation of lung cells during the repair of lung structure. Acute lung injury, 8 weeks old male Sprague-Dawley, chest, 20Gy single soft X-ray irradiation, radiation acute lung injury Histological examination of the lung showed that inflammatory cell infiltration occurred in the lung cells 3 weeks after irradiation, and increased inflammatory cell infiltration and septitis 5 weeks after irradiation. Cytoplasmic lamellar body(LB) of type II epithelial cells in injured lung tissue was visualized 2 weeks after irradiation. The number of LB positive cells increased 4 weeks after irradiation, and the number of lamellar cells produced after lung injury increased. Total RNA levels in lung tissue increased significantly, reflecting an increase in the number of inflammatory cells 3 to 5 weeks after irradiation. The mRNA expression of SP-A,-B,-C,-D increased 4 weeks after irradiation. The expression of SP-A,-D mRNA was significantly decreased compared with SP,-C mRNA. The results showed that the decrease of surface tension of lung cells, the stabilization of lung structure, the relative decrease of SP-B and SP-C, the change of lung composition, the increase of surface tension of lung cells, the promotion of lung collapse, and the possibility of lung linear deformation. Injury associated with lung type II epithelial cells was detected by TUNEL staining Changes in protein composition, protein production, protein breakdown enzymes, protein structure, and blood loss associated with acute lung injury The possibility of reducing the amount of water SP, including artificial oxygen, improving the respiratory state, and inhibiting oxygen is indicated.

项目成果

Otsuka M., et al.: "Meaning of Assays of Serum Surfactant Protein-A and -D in Predicting Deterioration of Pulmonary Function and Prognosis of Idiopathic Pulmonary Fibrosis"Am J Respir Crit Care Med. 163(3). A528 (2000)

Otsuka M.等人：“血清表面活性蛋白-A和-D测定在预测肺功能恶化和特发性肺纤维化预后中的意义”Am J Respir Crit Care Med。

Seiji Murakami, et al.: "The Mechanisms by Which Surfactant Proteins A and D Appear in the Bloodstreamand the Intra-alveolar Space are Different between IPF and PAP"Proceeding of Airway Secretion Research. 2. 57-64 (2000)

Seiji Murakami 等人：“IPF 和 PAP 之间表面活性蛋白 A 和 D 出现在血流和肺泡内空间中的机制不同”气道分泌物研究进展。

Otsuka M., et al.: "Meaning of Assays of Serum Surfactant Protein-A and -D in Predicting Deterioration of Pulmonary Function and Prognosis of Idiopathic Pulmonary Fibrosis"Am J Respir Crit Care Med. 162(3). A528 (2000)

Otsuka M.等人：“血清表面活性蛋白-A和-D测定在预测肺功能恶化和特发性肺纤维化预后中的意义”Am J Respir Crit Care Med。

Takahashi H, et al.: "Serum surfactant protein A and D in idiopathic pulmonary fibrosis ; Relationship with disease extent and prognosis."Applied Cardiopulmonary Pathophysiology. 9(3). 304-305 (2000)

Takahashi H 等人：“特发性肺纤维化中的血清表面活性蛋白 A 和 D；与疾病程度和预后的关系。”应用心肺病理生理学。

Seiji Murakami, et al.: "The Mechanisms by Which Surfactant Proteins A and D Appear in the Bloodstream and the Intra-alveolar Space are Different between IPF and PAP"Proceeding of Airway Secretion Research. 2. 57-64 (2000)

Seiji Murakami 等人：“IPF 和 PAP 之间血流和肺泡内空间中表面活性蛋白 A 和 D 出现的机制不同”气道分泌物研究进展。