水素吸入は放射線肺障害におけるマクロファージのM2型への極性転換を促進する

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結論

水素吸入療法は放射線肺障害の炎症反応を抑制し、肺機能を改善する可能性がある。

研究の背景と目的

放射線療法は胸部腫瘍の標準治療法だが、放射線肺障害（RILI）という一般的な合併症が発生する。現在、RILIに対する効果的な治療法は確立されておらず、炎症反応と関連する病理学的変化が問題となっている。水素は抗炎症作用があるとされ、多くの研究で炎症反応を抑制することが示されている。本研究は、マウスモデルを用いて水素吸入療法がRILIに及ぼす影響とその具体的なメカニズムを調査することを目的とした。

研究方法

• 対象: 健康なC57BL/6マウス40匹（体重18-22g、年齢約8週）。
• 群分け:
  • 対照群（照射なし）
  • モデル群（照射のみ）
  • 治療群1（照射後2週間の水素吸入）
  • 治療群2（照射後5週間の水素吸入）
• 水素吸入: 4%の水素ガスを1日4時間吸入。
• 評価方法: 肺機能テスト、HE染色、免疫蛍光染色、免疫組織化学、Western Blotを用いて肺組織の変化を検出。

研究結果

• 肺機能の改善:
  • 潮気量（TVb）: 対照群 0.29 ± 0.02、モデル群 0.24 ± 0.02、治療群1 0.25 ± 0.009、治療群2 0.27 ± 0.01 (P < 0.05)。
  • 分時換気量（MVb）: 対照群 138.13 ± 17.87、モデル群 107.61 ± 16.3、治療群1 117.73 ± 4.17、治療群2 137.72 ± 8.62 (P < 0.05)
  • 最大吸気流量（PIFb）: 対照群 10 ± 0.9、モデル群 8.09 ± 0.87、治療群1 8.8 ± 0.44、治療群2 9.33 ± 0.59 (P < 0.05)
  • 最大呼気流量（PEFb）: 対照群 6.07 ± 0.77、モデル群 4.95 ± 0.79、治療群1 5.6 ± 0.18、治療群2 6.2 ± 0.69 (P < 0.05)
  • 呼気流50（EF50）: 対照群 0.4 ± 0.07、モデル群 0.3 ± 0.06、治療群1 0.35 ± 0.02、治療群2 0.42 ± 0.06 (P < 0.05)
• 病理学的変化:
  • HE染色で炎症細胞浸潤、肺胞中隔肥厚、血管拡張およびうっ血がモデル群で観察され、水素治療群ではこれらの病変が軽減。
• マクロファージの極性転換:
  • M1型マクロファージ（CD86陽性）の表現がモデル群で増加、水素治療群で減少。
  • M2型マクロファージ（CD206陽性）の表現が水素治療群で増加（P < 0.05）。
• 炎症反応の抑制:
  • IL-6およびTNF-αの表現がモデル群で増加、水素治療群で減少。
  • 抗炎症因子IL-10の表現が水素治療群で増加（P < 0.05）。
• NF-κBシグナル伝達経路の抑制:
  • モデル群でP–NF-κB p65/NF-κB p65比が増加、水素治療群で減少（P < 0.05）。

Appendix（用語解説）

• マクロファージ: 体内の異物を捕食し、免疫応答を誘導する細胞。
• 極性転換: マクロファージが異なる機能を持つM1型とM2型に変化する過程。
• NF-κBシグナル伝達経路: 炎症反応を制御する重要な分子経路。
• 潮気量（TVb）: 1回の呼吸で吸入または呼出されるガスの量。
• 分時換気量（MVb）: 1分間に吸入または呼出されるガスの総量。
• 最大吸気流量（PIF）: 吸気時の最大流速。
• 最大呼気流量（PEF）: 呼気時の最大流速。
• 呼気流50（EF50）: 呼出潮気量の50%時の呼気流量。

論文情報

タイトル

Hydrogen therapy promotes macrophage polarization to the M2 subtype in radiation lung injury by inhibiting the NF-κB signalling pathway（水素療法はNF-κBシグナル伝達経路を抑制して放射線肺障害におけるマクロファージのM2型への極性転換を促進する）

引用元

Gao, X., Niu, S., Li, L., Zhang, X., Cao, X., Zhang, X., Pan, W., Sun, M., Zhao, G., Zheng, X., Song, G., & Zhang, Y. (2024). Hydrogen therapy promotes macrophage polarization to the M2 subtype in radiation lung injury by inhibiting the NF-κB signalling pathway. Heliyon, 10(10), e30902. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e30902

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