- Profile
- Nabe Takeshi 1988年毕业于京都制药大学药学系，1990年完成药学研究科博士课程。自2014年以来，他一直在阿拉巴马大学伯明翰分校微生物学教室担任客座研究员，京都制药大学讲师，副教授等。博士 (药学) 。大阪府出身。
─关注细胞中存在的酶“Janus激酶 (JAK) ”-
药理学是研究药物作用机制及其副作用的学科，研究对象涵盖从生物体到分子层面。摄南大学药学系教授奈邉 健学生时代就对抗原-抗体反应产生了浓厚的兴趣，并开始研究过敏症。此后35余年间，他持续研究过敏症的进展机制，并致力于开发治 疗药物，通过与制药公司的合作研究，为新疗法的研发做出了贡献。目前，他的研究方向是“难治性特应性疾病发病机制的阐明及药物研发”，他正致力于阐明“难治性哮喘的发病机制”以及“舌下免疫疗法（一种治疗花粉症的方法）的疗效机制”。此次，他与我们分享了他对“Janus激酶（JAK）”的研究，该酶有望为难治性哮喘的新疗法提供线索。
2型天然淋巴细胞涉及类固醇抗性
哮喘是由于过敏等引起呼吸道慢性炎症的疾病。反复的炎症导致气道壁和与气道收缩相关的肌肉增厚，空气流通困难，呼吸时出现“呼哧”、“呼哧”的喘鸣(图1)。
(图1) 哮喘是呼吸道慢性炎症
空气流通困难
哮喘的主要治疗方法是吸入类固醇。类固醇被呼吸道粘膜吸收后，会附着在细胞内的受体上，抑制引起炎症的物质的产生。
然而，近年来发现即使吸入类固醇也没有效果的难治性哮喘患者意外地多。患者的比例是5~10%，那些人没有替代药物。很遗憾，现在在我国每年因哮喘死亡的人也有1000人左右。
关于难治性哮喘，近年来发现存在于肺中的叫做2型自然淋巴球的白血球带有“类固醇耐性 (类固醇变得难以起效) ”而加重。然而，获得抗性的机制尚未详细阐明。
我从20世纪90年代开始研究使用实验动物治疗哮喘，近年来我建立了“类固醇无效哮喘”和“有效哮喘”的小鼠模型，并在基因水平上调查了它们之间的差异。用于研究的小鼠是人工哮喘症状。最初腹腔内给予卵清蛋白3次。之后，将卵清蛋白给予肺部，但低剂量 (5μg) 用于类固醇有效哮喘，高剂量 (500μg) 用于治疗无效哮喘。在类固醇有效的模型中，给予类固醇可以稳定症状，但在类固醇无效的模型中，类固醇不能改善，支气管上皮变厚，粘液分泌过多，气道纤维化，并且逐渐恶化。
在实验室里，学生们正在努力总结论文和报告
以JAK和STAT为中心的研究
关于类固醇有效的哮喘和无效的哮喘，试着调查了2型自然淋巴球的差异。然后，发现JAK3 (一种称为Janus激酶 (JAK) 的酶) 和STAT5a (一种控制基因表达的物质) 在类固醇无效的哮喘中明显增加。
JAK在最近的特应性皮炎的治疗中备受关注，发现JAK抑制剂和类固醇外涂药物并用的话效果会提高。另外，据报道，对新型冠状病毒感染症的重症患者投用类固醇时追加JAK抑制剂的话，死亡率降低了。然而，这些结果仍然未知，“仅仅因为使用两种药物，效果是否变得更强?”或“JAK抑制剂是否增强了类固醇的作用?”。在难治性哮喘中，我们决定继续进行研究，假设2型天然淋巴细胞JAK和STAT参与类固醇的作用。
从目前为止的研究来看，对于类固醇无效的哮喘，无论使用何种药物都没有效果，但是当使用JAK抑制剂时，症状得到改善。而且，并用类固醇的话，虽然是类固醇无效的哮喘，类固醇也变得有效了。
根据个体 (生物体) 水平的实验结果，我们决定在细胞水平上阐明JAK抑制剂的作用。我试图通过从类固醇无效的小鼠的肺中取出2型天然淋巴细胞在体外进行实验，但在取出过程中似乎发生了一些变化，并且它仅在体外成为类固醇的有效状态。我尝试了很多次，但结果没有改变，我决定通过曲折人工刺激试管来改变类固醇抗性。在2型自然淋巴细胞中，配合成为促进过敏反应契机的3种细胞因子(IL-7、TSLP、IL-33)进行培养，结果使其变成了类固醇无效的状态(图2)。
(图2) 将2型自然淋巴细胞和3种细胞因子混合培养。细胞因子一种一种添加的话，细胞数不会增加太多，
类固醇 (DEX) 有效。如果将2种或3种组合在一起，它会大大增加，即使添加类固醇 (DEX)，它也会变成
无法减少数量 (类固醇无效) 的状态
当细胞因子与2型天然淋巴细胞的受体结合时，它会在体内发生各种变化。当IL-7和TSLP粘附时，发生称为“JAK-STAT信号传导途径”的反应，其中结合受体底部的JAK被激活，随后STAT也被激活。当白介素-33与其受体结合时，它激活其他酶。3种细胞因子一口气合成2型自然淋巴细胞，不同的细胞内信号同时发生，刺激增强，变为类固醇无效的状态(图3)。
(图3) 2型自然淋巴细胞同时接受3种细胞因子的刺激，类固醇变得无效
这项研究中最困难的是在细胞水平上产生这种2型天然淋巴细胞，使类固醇无效。负责实验的研究生和本科生坚持不懈，并在大约一年内打破了墙壁。
针对类固醇难以奏效的2型自然淋巴球，调查了JAK抑制剂的效果。然后，当用JAK抑制剂抑制JAK-STAT信号传导途径时，类固醇的有效性消失(图4)。
(图4) 当JAK不被JAK抑制剂激活时，类固醇的有效性受到抑制
此外，还发现当用上述三种细胞因子刺激2型天然淋巴细胞时，抑制细胞自然死亡 (细胞凋亡) 的蛋白质“Bcl-xL”增加。有人提出，抑制Bcl-xL与JAK的作用可能是治疗难治性哮喘的新方法，我们仍在进行详细分析。我想将来在人体细胞上也尝试一下，即使需要很多年，也要进行创药。
“莫比乌斯环”无法看到过敏的解释
实验是反复试验和错误。它并不是一个“重大发现”，只是因为我从未见过一次结果。即使出现新的结果，我也会逐渐意识到这是一个新的发现，因为我反复验证，同时怀疑“错误隐藏在某个地方”。药物研发有很多研究者的努力积累。我自己作为合作者参与，市场上的药物包括抗组胺药物“Alesion”，哮喘药物“Onon”和“Ceratrodust”。我很高兴我的研究对社会有用。
从细胞的功能来看，由某种物质引起的身体反应会引起另一种反应，进而导致不同的现象。当我还是个孩子的时候，我看到了一本图画书，白细胞吃了维京，我对身体里发生的事情感兴趣。上大学后，我研究了抗原抗体反应，我觉得像拼图一样固定组合的细胞一个接一个地发生变化的现象很有趣。研究过敏症35多年了，未知的部分还很多，就像莫比乌斯环一样，永远看不到尽头，兴趣无穷。
Nanabe教授指导学生进行实验
这次NewWAVE介绍的关于Nanabe教授的论文如下。
“Involvement of Januskinase-dependentBcl-xLoverexpression in steroid resistance of group 2 innate lymphoid cells in asthma (日语翻译:Janus激酶<JAK>依赖性Bcl-xL过表达参与哮喘时2型天然淋巴细胞类固醇抗性)”
Immunology 172,653-668 (2024)
DOI:10.1111/imm.13805
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