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結論

水素吸入は川崎病の冠動脈拡張を改善し、炎症を抑制する新たな治療法となる可能性がある。

研究の背景と目的

川崎病は主に5歳以下の小児に発症する急性血管炎症候群であり、最も深刻な合併症として冠動脈病変（CAL）がある。冠動脈病変は冠動脈瘤の形成や心筋梗塞を引き起こす可能性があり、適切な治療を行わなければ、約20%の患児が冠動脈瘤などの血管炎後遺症を発症する。現在の標準治療である免疫グロブリン静注療法（IVIG）を施行しても、20-30%の患者で一過性の冠動脈拡張を含む冠動脈病変が認められる。
川崎病の病態には活性酸素種（ROS）の増加が重要な役割を果たしていることが示されている。水素分子は強力な抗酸化作用を持ち、ROS生成や炎症反応を効果的に調節することが知られている。本研究では、川崎病のマウスモデルを用いて水素吸入治療の効果を検証し、治療戦略開発に貢献することを目的とした。

研究方法

• 対象: 5週齢のオスC57BL/6NCrlBltwマウス
• 介入方法:
  • 川崎病モデル作成: 乳酸菌（Lactobacillus casei）細胞壁抽出物（LCWE）を7日間連続で腹腔内投与（2mg/kg、計280μg/マウス）
  • 水素吸入: 73%水素と27%酸素の混合ガスを70-75L/時の流量で1日1時間吸入させた
• 対照群: PBS（リン酸緩衝生理食塩水）投与群
• 評価方法:
  • 高解像度心エコー検査による冠動脈径とZスコア測定（0日目、7日目、21日目、28日目）
  • 血清中インターロイキン6（IL-6）濃度の測定（ELISA法）

研究結果

• LCWEを投与したマウスでは、対照群と比較して21日目と28日目に左冠動脈（LCA）の有意な拡張が観察された（21日目: 0.43±0.03 vs 0.26±0.001 mm、p<0.001、28日目: 0.39±0.02 vs 0.26±0.01 mm、p<0.001）。
• 水素吸入治療後、LCA径の有意な改善が確認された（21日目: 0.31±0.01 vs 0.43±0.03 mm、p<0.001、28日目: 0.34±0.01 vs 0.39±0.02 mm、p=0.006）。
• Zスコア（冠動脈径の標準偏差単位）でも同様に、LCWEによる有意な増加（21日目: 6.37±0.90 vs 1.18±0.14、p<0.001）と水素吸入治療による有意な改善（21日目: 2.69±0.32 vs 6.37±0.90、p<0.001）が確認された。
• 血清IL-6濃度はLCWE投与マウスで有意に上昇し（p=0.01）、水素吸入治療後に有意に減少した（p<0.001）。この結果は冠動脈病変形成の減少と一致していた。
• 著者らによると、これは水素吸入が川崎病マウスモデルの冠動脈拡張治療に効果的であることを示した初めての報告である。
• また、著者のKuo HCは以前、直径6.08mm、長さ35mmの巨大冠動脈瘤を持つ川崎病患者が水素吸入4ヶ月後に瘤のサイズが正常範囲に退縮した症例を報告している。

Appendix（用語解説）

• 川崎病: 主に5歳以下の子どもに発症する急性血管炎で、発熱、結膜炎、口腔粘膜の炎症、様々な皮膚発疹、手足の腫れや硬化、指先の皮膚剥離、頸部リンパ節の腫れを特徴とする疾患。
• 冠動脈病変（CAL）: 心臓に血液を供給する冠動脈に生じる異常で、川崎病では一過性の拡張から動脈瘤形成まで様々な程度の病変が起こる。
• 活性酸素種（ROS）: 通常の代謝過程で生成される酸素を含む反応性の高い分子で、過剰に産生されると細胞や組織に酸化的ストレスを与え、障害を引き起こす。
• Zスコア: 統計学的指標で、個々の測定値が平均からどれだけ標準偏差単位で離れているかを示す。冠動脈径の評価では、年齢や体格による正常値の違いを考慮した評価が可能となる。
• IL-6（インターロイキン6）: 免疫細胞から産生されるサイトカインの一種で、炎症反応を促進する働きがある。川崎病患者の血清や影響を受けた組織で上昇することが知られている。
• LCWE: 乳酸菌（Lactobacillus casei）の細胞壁から抽出した物質で、マウスに投与すると川崎病に類似した冠動脈炎を引き起こすため、川崎病の動物モデル作成に広く使用されている。

論文情報

タイトル

Hydrogen Gas Inhalation Treatment for Coronary Artery Lesions in a Kawasaki Disease Mouse Model（川崎病マウスモデルにおける冠動脈病変に対する水素吸入治療）

引用元

Shih, W. L., Yeh, T. M., Chen, K. D., Leu, S., Liu, S. F., Huang, Y. H., & Kuo, H. C. (2024). Hydrogen Gas Inhalation Treatment for Coronary Artery Lesions in a Kawasaki Disease Mouse Model. Life (Basel, Switzerland), 14(7), 796. https://doi.org/10.3390/life14070796

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