クローン病における機械的ストレスの病原的役割を研究するためのTNBS誘発げっ歯類モデル

炎症性腸疾患(IBD)は、潰瘍性大腸炎(UC)およびクローン病(CD)を含む、胃腸(GI)管における慢性炎症によって特徴付けられる。それは〜100万〜200万人のアメリカ人に影響を与えます¹。米国におけるIBDケアの推定年間費用は118億ドルです。UCとは異なり、CDは経壁炎症および狭窄形成によって特徴付けられる^2,3。狭窄形成(狭窄)は、CD患者³の最大70%で起こり、経壁炎症(炎症性狭窄)または腸線維症(線維性狭窄)^4,5によって引き起こされる可能性がある。腸管線維症は、プロセス^3,4に関与する主な間葉系細胞型の1つとして平滑筋細胞(SMC)を有する過剰なコラーゲン沈着および他の細胞外マトリックス(ECM)によって特徴付けられる。肥大に関連する平滑筋過形成は、^CD6における線維性狭窄症における別の重要な組織学的変化である。CDにおける狭窄形成は慢性炎症と関連しているが、外科的治療を除いて抗炎症治療は有効ではない^2,6。しかし、術後の再発はほぼ100%であり、十分な時間が与えられている^2,7。炎症反応として、線維症およびSMC過形成はまた、腸内の非炎症状態(すなわち、腸閉塞)において発症し得る^8,9;炎症依存性および独立したメカニズムの両方が狭窄形成に関与していると考えられている^3,4。炎症依存性機構に関する広範な研究が狭窄形成のためのいかなる効果的な治療法にも変換されていないことを考えると、腸線維症における炎症非依存性機構の可能な役割に関する研究が必要である。

非炎症性因子として、浮腫、炎症性細胞浸潤、組織変形、線維症、および狭窄^10、11、^12、13に関連する機械的ストレス(MS)は、IBD、特にCDにおいて一般的に遭遇し、これは経壁炎症によって特徴付けられる。機械的ストレスは狭窄性CDにおいて最も顕著であり、炎症部位における狭窄(炎症性または線維性)は局所組織に機械的ストレスを提示し、閉塞部位^10,14に近位するセグメントにおける内腔膨張をもたらす。以前のインビトロ研究は、機械的ストレスが胃腸組織、特に腸平滑筋細胞(SMC)16における特定の炎症メディエーター(すなわち、COX-2^、IL-6)⁸、¹⁴、¹⁵および成長因子(すなわちTGF-β)の遺伝子発現を変化させることを実証している¹⁶。最近の研究はまた、結合組織成長因子(CTGF)などの特異的な親線維性メディエーターの発現が機械的ストレスに対して非常に敏感であることも見出した^17,18。機械的ストレスがCD関連炎症、線維症、および組織リモデリングにおいて独立した病原性役割を果たす可能性があるという仮説が立てられた。しかしながら、CDにおける腸の炎症、線維症、および平滑筋過形成における機械的ストレスの病原的意義は、ほとんど未解明のままである。これは、炎症が機械的ストレスよりも目に見え、よりよく研究されたプロセスであるためかもしれません。さらに重要なことに、機械的ストレスの影響と炎症の影響を区別するために、IBDの明確に定義された動物モデルはなかった。

今回の研究は、ハプテン試薬2,4,6-トリニトロベンゼンスルホン酸(TNBS)^19,20の結腸内注射によって誘発されるクローン様大腸炎のげっ歯類モデルを記述しており、CDにおける機械的ストレスの役割を研究する目的に役立つ可能性がある。TNBS点眼は、遠位結腸の内腔狭窄(狭窄)を伴う局在性(長さ〜2cm)の経壁炎症を誘発することが見出された。狭窄は顕著な腸膨張(機械的ストレス)^14,15をもたらすが、点眼部位に近位の結腸セグメントでは目に見えない炎症をもたらす。それどころか、狭窄部位の遠位にある結腸セグメントは、炎症も機械的ストレスも示さない。遺伝子発現、炎症、線維症、およびSMC過形成における有意な部位特異的変化が、3つの異なる部位において観察された。この結果は、機械的ストレス、特に機械的ストレス誘発遺伝子発現が、クローン大腸炎における線維症および過形成の発症に重要な役割を果たす可能性があることを示唆している。