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アトピー性皮膚炎の尿中バイオマーカーを同定-東大ほか

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2021年10月06日 AM11:15

動物モデルと患者の尿中脂質代謝物の濃度を測定

東京大学は10月1日、アトピー性皮膚炎のモデルマウスを作製し、その尿中脂質を質量分析装置で網羅的に解析した結果、アトピー性皮膚炎の尿中バイオマーカーを発見したと発表した。この研究は、同大大学院農学生命科学研究科応用動物科学専攻の永田奈々恵特任助教、濵﨑雄大氏(研究当時)、中村達朗特任講師、堀上大貴特任研究員(研究当時)、小林幸司特任助教、村田幸久准教授、国立成育医療研究センターアレルギーセンター/日本医科大学小児科非常勤講師の稲垣真一郎氏、同センター医長/エコチル調査研究部チームリーダーの山本貴和子氏、犬塚祐介医員、同センター/杏林大学医学部小児科学教室教授・診療科長の成田雅美氏、同センターセンター長の大矢幸弘氏、国際医療福祉大学医学部臨床検査医学の下澤達雄教授の研究グループによるもの。研究成果は、「The FASEB Journal」に掲載されている。


画像はリリースより

アトピー性皮膚炎の診断には、臨床的特徴と症状に基づき、さまざまな診断基準が用いられる。例えば、アトピー性皮膚炎の重症度の検査としてTARCと呼ばれる血清バイオマーカーの測定が広く知られているが、子どもではこれらマーカーの血中濃度と重症度が相関しない場合がある。さらに、アトピー性皮膚炎は乳児期に発症することが多いため、採血せずに診断できるバイオマーカーが求められている。

今回の研究では、子どもからでも採取しやすい尿に排泄されるアトピー性皮膚炎のバイオマーカーを探索する目的で、動物モデルと患者の尿中脂質代謝物の濃度を測定した。

13,14-dihydro-15-keto-tetranor-PGFなどの濃度、症状悪化に伴い上昇

まず、マウス背部にアレルゲンである1-フルオロ-2,4-ジニトロベンゼン(DNFB)を複数回塗布することで、アトピー性皮膚炎のモデルマウスを作製。マウス背部の皮膚をセロハンテープで剥がすことで、アトピー性ではない皮膚炎モデルマウスを作製した。これらのモデルマウスから尿を経時的に採取し、尿中に排泄された脂質代謝物を、質量分析装置を用いて網羅的に濃度測定した。

DNFBの塗布により、表皮の肥厚や好酸球やT細胞などの免疫細胞の浸潤、Th2サイトカインの上昇を伴うアトピー様皮膚病変が誘発された。このモデルマウスの尿では、PGFと呼ばれる脂質の代謝産物13,14-dihydro-15-keto-tetranor-PGF、PGE2の代謝産物である13,14-dihydro-15-keto-tetranor-PGE2、PGD2の代謝産物である13,14-dihydro-15-keto PGJ2の濃度が上昇していた。

この産生源を明らかにする目的で、DNFBを処置した皮膚の遺伝子やタンパク質の発現を確認したところ、これらの脂質の合成酵素のmRNAとタンパク質の発現が亢進していることが判明。つまり、これらの脂質代謝産物は、アレルギー性の炎症を起こした皮膚のケラチノサイトから産生された脂質が代謝され、尿に排泄されたものであることがわかった。

一方、アトピー性ではない皮膚炎モデルでは、病変部の表皮肥厚はみられたが、Th2型の炎症は起こらず、DNFBモデルでみられたような尿中脂質の変化はなかった。

アトピー性皮膚炎患者と湿疹なし患者の尿中脂質比較でも確認

これらの結果を基に、続いて、国立成育医療研究センターアレルギーセンターで、アトピー性皮膚炎患者と湿疹のない患者の尿中脂質を比較した。

その結果、アトピー性皮膚炎マウスと同様、アトピー性皮膚炎患者の尿でも上記の脂質が多く排泄されていることがわかったという。

採血する必要なく、アトピー性皮膚炎診断可能なバイオマーカー開発に有用

今回の研究では、アトピー性皮膚炎において、皮膚で産生された脂質が代謝され、尿中に13,14-dihydro-15-keto-tetranor-PGF、13,14-dihydro-15-keto-tetranor-PGE2、および13,14-dihydro-15-keto PGJ2が多く排泄されることを発見した。

同研究成果は、アトピー性皮膚炎の病態生理の解明や、採血する必要なくアトピー性皮膚炎を診断できるバイオマーカーの開発に有用である、と研究グループは述べている。

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