モルモットを用いたアレルギー性気管支喘息モデルの作製－二相性の

　モルモットを用いたアレルギー性気管支喘息モデルの作製
－二相性の気道抵抗の上昇，気道過敏性亢進ならびに好酸球浸潤－
－研究目的－
アレルギー性気管支喘息は，二相性の気道抵抗の上昇，気道過敏性亢
進ならびに気道内への好酸球浸潤を主体とした炎症性疾患である．新規
抗喘息薬の開発には，同一動物群において上述した喘息症状を全て示す
疾患動物モデルを用いた薬効評価ならびに病態解析が必要である．そこ
で，我々は上述した三つの喘息症状を呈する喘息モデルの作製を企図し，
新規作製方法を検討したので報告する．
2.感作および惹起スケジュール
OVA+Al(OH)3溶液を 1日 1回 7日間，連続気管内投与することにより
感作を行い，感作終了 12日後，惹起 30分前に pyrilamine処置し，OVA
溶液を気管内投与することにより惹起を行った（sensitized-challenged
group)．
1
Non-sensitized group
Sensitizedchallenged group
－実験材料および方法－
7
Saline
Sensitization (OVA + Al(OH)３）
19
20 (days)
Saline
Challenge (OVA)
Chart Schedule for sensitization and challenge in guinea pigs.
実験材料
1.使用動物
Std:Hartley系モルモット（クリーン），雄性，6週齢
2.使用薬物
1)感作液： Ovalbumin (OVA) 1 mg/Al(OH)3 10 mg/mL
溶液（OVA+Al(OH)3溶液）
3.気道抵抗の測定
反応惹起後の気道抵抗の変動は，specific airway resistance [sRaw,
cmH2O×ml (ml/sec)]を指標として，抗原誘発前(pre)，抗原誘発 5 min，
2，4，5，6，7及び 8 hr後に，総合呼吸機能測定システム(PULMOS-Ⅰ；
M.I.P.S)により測定した．
2) 惹起液：OVA 10 mg/mL溶液（OVA溶液）
3) Histamine：50, 100, 200, 400および800μg/mL
4) Pyrilamine：5 mg/mL
5) Dexamethasone：2 mg/mL
実験方法
4.気道過敏性の測定
ペントバルビタールＮａで麻酔し，食道，気管及び頸静脈(histamine投
与用)にカニュレーションを行い，気管カニューレを人工呼吸器に接続し，
総合呼吸機能測定システム(PULMOS-II; M.I.P.S.)により，生理的食塩
水および histamine 静脈内投与後の肺抵抗(lung resistance; RLung)を
測定した．
1.感作および惹起液の投与方法
口腔より気道上部に挿入し
たカニューレに溶液を滴下
し，モルモットの吸気によっ
て投与液を下気道に投与
した．
(参考文献：Nabe T,
Yamamoto M, Suga M,
Kohno S. Eur J
Pharmacol. 2004 Aug
16;497(1):97-104.)
5. 肺胞洗浄(BAL)方法
気道過敏性測定後にBALを行い，BAL液(BALF)を回収した．　得られ
た BALFにチュルク液を加えて染色し，ビルケルチュルク血球計算器を用
いて総白血球数をカウントし，各個体あたりの総白血球数を算出した．
好酸球，好中球及び単核球の計測は、Diff-Quick染色標本を作製し、
鏡検下にカウントし，各細胞数を算出した．
Dexamethasoneの効果
－実験結果－
1.投与スケジュール
喘息モデルの作製
-18
1.二相性喘息反応（即時および遅発性喘息反応）
0
-2
Dexamethasone（10mg/kg,
p.o.)
8
24
(hr)
Airway resistance
Hyperresponsiveness
BAL
Challenge
(OVA)
Chart Schedules for oral administration of dexamethasone.
Early asthmatic response
Late asthmatic response
Non-sensitized group
Sensitized-challenged group
700
Non-sensitized group
**
140
**
80
**
**
**
60
*
100
40
20
0
0
-20
5 min
-100
2 hr
4 hr
5 hr
6 hr
7 hr
Non-sensitized group
Sensitized-challenged group
Dexamethasone group
600
*
500
120
**
**
100
400
**
80
300
**
**
##
60
40
200
100
160
140
**
20
##
##
##
0
##
##
0
-20
5 min
-100
8 hr
Late asthmatic response
Non-sensitized group
Sensitized-challenged group
Dexamethasone group
700
Increase in sRaw (%)
300
Increase in sRaw (%)
100
400
200
Early asthmatic response
120
**
Increase in sRaw (%)
500
Increase in sRaw (%)
2.二相性喘息反応に対するdexamethasoneの効果
160
Sensitized-challenged group
600
-40
-40
2 hr
Time after challenge
Time after challenge
4 hr
5 hr
6 hr
7 hr
8 hr
Fig. Effect of dexamethasone on the early and late phase increase in specific airway resistance
(sRaw) in sensitized guinea pigs.
Fig. Biphasic increase in specific airway resistance (sRaw) in sensitized guinea pigs.
Each value represents the mean±S.E. of 8 animals. * p<0.05 and ** p<0.01, compared with the non-sensitized
group (Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test). ## p<0.01, compared with the sensitizedchallenged group (Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test).
Each value represents the mean±S.E. of 8 animals. * p<0.05 and ** p<0.01, compared with the non-sensitized
group (Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test).
3.気道過敏性に対するdexamethasoneの効果
2.気道過敏性
2250
Non-sensitized group
Sensitized-challenged group
Dexamethasone group
2000
Increase in lung resistance (%)
1400
Non-sensitized group
Sensitized-challenged group
1200
Increase in lung resistance (%)
1000
**
1750
1500
1250
**
1000
750
**
800
#
500
**
#
250
**
600
0
Pre.
10
5
Saline
20
40
Histamine (μg/mL, i.v.)
Fig. Effect of dexamethasone on the development of the airway hyperresponsiveness to
histamine in sensitized guinea pigs.
400
Each value represents the mean±S.E. of 8 animals. ** p<0.01, compared with the non-sensitized group
(Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test). # p<0.05, compared with the sensitizedchallenged group (Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test).
**
200
**
0
Pre.
Saline
5
10
20
40
80
4.炎症性細胞浸潤に対するdexamethasoneの効果
Histamine (μg/mL, i.v.)
Fig. Airway hyperresponsiveness to histamine in sensitized guinea pigs
200
180
Each value represents the mean±S.E. of 8 animals. ** p<0.01, compared with the non-sensitized group
(Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test).
×106 cells/body
3.炎症性細胞浸潤
**
160
Non-sensitized group
Sensitized-challenged group
Dexamethasone group
140
**
120
100
80
60
**
40
**
20
**
180
Non-sensitized group
160
Sensitized-challenged group
#
0
Total cells
Eosinophils
Neutrophils
Mononclear cells
Fig Effects
on the changes on
in the
of total
eosinophils,
andinmononuclear
Fig. of dexamethasone
Effect of dexamethasone
thenumber
changes
in cells,
the number
of neutrophils
leukocytes
sensitizedcells in BALF
at 24 hguinea
after thpigs.
antigen challenge in sensitized guinea pigs.
Each value represents the mean±S.E. of 8 animals. ** p<0.01, compared with the non-sensitized group
(Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test). # p<0.05, compared with the sensitizedchallenged group (Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test).
140
120
×105 cells/body
**
100
本モデルにおいて、ステロイドは遅発性の喘息反応，気道過敏性の亢進
および好酸球浸潤に対して明らかな抑制を示した．
80
60
**
*
40
20
0
Total cells
Eosinophils
Neutrophils
－結論－
Mononclear cells
Fig. Changes of the number of leukocytes in BALF in sensitized guinea pigs.
Each value represents the mean±S.E. of 8 animals. * p<0.05 and ** p<0.01, compared with the non-sensitized
group (Aspin-Welch’s t-test or Student’s t-test, following F test).
本モデル作製方法により，二相性の喘息反応、気道過敏性亢進および好
酸球浸潤を示す喘息モデルの作製が可能となった．
本作製方法により，三つの喘息症状を全て示す疾患動物モデルの作製が可能
となり，本モデルは新規抗喘息薬の薬効評価ならびに病態解析に有用である．
（本モデルは特許出願中）
学会発表
水谷暢明，乾　彰一，松原沙耶花，大塚綾子，末武和己，高垣秀次
第125回年会日本薬学会（東京），2005.

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