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

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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．