気道上皮膜輸送体とiPS細胞から明らかにする喘息気道における杯細胞化生の病態解明

研究背景：喘息に伴う気道のリモデリングは、気道上皮の杯細胞化生、粘膜下腺過形成、基底膜下の線維化、平滑筋の肥厚を特徴とする。特に、異常な杯細胞分化によって引き起こる杯細胞化生は、杯細胞からの過剰な粘液産生によって気道閉塞をきたし呼吸不全を招くことから、杯細胞化生機構の解明が急務とされている。マウスiPS細胞から気道上皮組織への分化誘導過程において、Glibenclamideを添加した際に、杯細胞分化と粘液産生が促進されたことから、Glibenclamide標的膜輸送体が杯細胞化生に関与していることが示唆された。研究目的：本研究では、iPS細胞及び杯細胞化生モデルマウスを利用し、気道上皮膜輸送体の観点から喘息気道における杯細胞化生機構の解明を目指す。研究実施内容：Glibenclamideは、クロライドイオンチャネルであるCFTRチャネル、ATP感受性カリウムチャネル、多剤耐性トランスポータであるMDR等の機能を抑制することが知られているが、TRPチャネルであるTRPM4も標的とし、機能を抑制することが近年報告されてきている。このため、TRPM4も含めて気道上皮細胞で発現しているTRPチャネルをデータベースより網羅的に調べ、各々のチャネル阻害剤をiPS細胞から気道上皮細胞分化誘導過程において添加した。その結果、幾つかのTRPチャネルの機能を阻害剤で抑制することで、杯細胞マーカーの発現上昇や発現を減少させるような結果が得られた。しかしながら、Glibenclamide標的輸送体を同定するまでには至らなかった。

研究背景：喘息に伴う気道のリモデリングは、気道上皮の杯細胞化生、粘膜下腺過形成、基底膜下の線維化、平滑筋の肥厚を特徴とする。特に、異常な杯細胞分化によって引き起こる杯細胞化生は、杯細胞からの過剰な粘液産生によって気道閉塞をきたし呼吸不全を招くことから、杯細胞化生機構の解明が急務とされている。マウスiPS細胞から気道上皮組織への分化誘導過程において、Glibenclamideを添加した際に、杯細胞分化と粘液産生が促進されたことから、Glibenclamide標的膜輸送体が杯細胞化生に関与していることが示唆された。研究目的：本研究では、iPS細胞及び杯細胞化生モデルマウスを利用し、気道上皮膜輸送体の観点から喘息気道における杯細胞化生機構の解明を目指す。研究実施内容：Glibenclamideは、クロライドイオンチャネルであるCFTRチャネル、ATP感受性カリウムチャネル、多剤耐性トランスポータであるMDR等の機能を抑制することが知られているが、TRPチャネルであるTRPM4も標的とし、機能を抑制することが近年報告されてきている。このため、TRPM4も含めて気道上皮細胞で発現しているTRPチャネルをデータベースより網羅的に調べ、各々のチャネル阻害剤をiPS細胞から気道上皮細胞分化誘導過程において添加した。その結果、幾つかのTRPチャネルの機能を阻害剤で抑制することで、杯細胞マーカーの発現上昇や発現を減少させるような結果が得られた。しかしながら、Glibenclamide標的輸送体を同定するまでには至らなかった。