エポキシ化ω3脂肪酸によるマスト細胞活性化制御機構の全貌解明

• Project/Area Number: 18K14898
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 嶋中 雄太 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (60783149)
• Project Period (FY): 2024-01-17 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 脂肪酸 / マスト細部 / エポキシ化オメガ3脂肪酸 / マスト細胞 / エポキシ化 / オメガ3脂肪酸 / アナフィラキシー / アレルギー

Outline of Research at the Start

先進国におけるアレルギー患者数は急増し、大きな社会問題となっている。アレルギー患者では血中IgEの上昇とマスト細胞の過度な活性化が生じており、マスト細胞の活性化制御機構の解明がアレルギー治療のための急務となっている。申請者はこれまでに、マスト細胞がエポキシ化ω3脂肪酸という酸化脂肪酸を豊富に産生すること、このエポキシ化ω3脂肪酸がマスト細胞の活性化を促進していることを見出した。本研究ではこのエポキシ化ω3脂肪酸の産生経路および、標的分子を明らかにすることを目指す。これによりアレルギー疾患に対する新たな治療標的を探る。

Outline of Annual Research Achievements

近年、先進国におけるアレルギー患者数は急増しており、大きな社会問題となっている。アレルギー患者では血中IgEの上昇とマスト細胞の過度な活性化が生じ ており、マスト細胞の活性化制御機構の解明がアレルギー治療のための急務となっている。申請者はこれまでに、マスト細胞がエポキシ化オメガ3脂肪酸という ユニークな酸化脂肪酸を豊富に産生することにより、マスト細胞自身のIgE/抗原依存的な活性化を促進していることを見出した。しかしながら、(I)エポキシ化オメガ3脂肪酸がどの酵素によって酸化されて産生されるか、さらに(II)エポキシ化オメガ3脂肪酸の標的分子は明らかでなく、本研究課題はこの2点の解明である。2018年度においては（I）を中心に研究を行い、EPAやDHAなどのオメガ３脂肪酸をエポキシ化する酸化酵素としてcyp4a12aおよびcyp4a12bを同定した。2019年度においては(II)を解決すべく、全核内受容体の過剰発現系および、クリックケミストリーを用いた網羅的な探索の両面の解析を進めた。これまでにマスト細胞にエポキシ化オメガ3脂肪酸を添加するとSrcin1という遺伝子の発現が抑制されることを見出している。 これまで脂肪酸は一部の核内受容体の疎水性ポケットに直接結合し、遺伝子発現調整をすると言われるが、核内受容体の脂肪酸に対する活性を網羅的に見た報告はない。そこでマウスの全核内受容体をクローニングし、Srcin1のプロモーター 領域に対するレポーターアッセイを行った。すると核内受容体XにおいてはSrcin1の発現を制御することがわかった。一方で、EPAのアルキン付加体をcyp4a12aを過剰発現させた培養細胞に添加することにより、エポキシ化オメガ３脂肪酸のアルキン付加体を作成できることも確認した。今後クリックケミストリーによりビオチン化し、結合分子を質量分析計により同定する。

Research Products

• [Journal Article] Sirt1 counteracts decrease in membrane phospholipid unsaturation and diastolic dysfunction during saturated fatty acid overload (2019)
  • Author(s): Yamamoto Tsunehisa、Endo Jin、Kataoka Masaharu、Matsuhashi Tomohiro、Katsumata Yoshinori、Shirakawa Kohsuke、Yoshida Naohiro、Isobe Sarasa、Moriyama Hidenori、Goto Shinichi、Yamashita Kaoru、Ohto-Nakanishi Takayo、Nakanishi Hiroki、Shimanaka Yuta、Kono Nozomu、Shinmura Ken、Arai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Sano Motoaki
  • Journal Title: Journal of Molecular and Cellular Cardiology Volume: 133 Pages: 1
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2019.05.019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] リピドミクスからみえてきた酸化脂肪酸によるマスト細胞の制御機構 (2019)
  • Author(s): ◯嶋中雄太・村上誠
  • Journal Title: 医学のあゆみ メタボローム解析UPDATE Volume: 270巻5号 Pages: 401-407
• [Journal Article] Reelin deficiency leads to aberrant lipid composition in mouse brain (2018)
  • Author(s): Mizukami T, Ikeda K, Shimanaka Y, Korogi K, Zhou C, Takase H, Tsuiji H, Kono N, Kohno T, Arai H, Arita M, Hattori M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 505 Issue: 1 Pages: 81
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.09.089
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Decrease in membrane phospholipids unsaturation correlates with myocardial diastolic dysfunction (2018)
  • Author(s): Yamamoto Tsunehisa、Endo Jin、Kataoka Masaharu、Matsuhashi Tomohiro、Katsumata Yoshinori、Shirakawa Kohsuke、Yoshida Naohiro、Isobe Sarasa、Moriyama Hidenori、Goto Shinichi、Yamashita Kaoru、Nakanishi Hiroki、Shimanaka Yuta、Kono Nozomu、Shinmura Ken、Arai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Sano Motoaki
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 13 Issue: 12 Pages: 0208396-0208396
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0208396
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] エポキシ化ω3脂肪酸によるマスト細胞活性化の制御 (特集 生理活性脂質とアレルギー炎症) (2018)
  • Author(s): 嶋中雄太、河野望、新井洋由
  • Journal Title: 臨床免疫・アレルギー科 Volume: 69 Pages: 583-588
  • NAID: 40021596058
• [Presentation] Development of supercritical fluid chromatography (SFC) method which can separate and quantify phosphoinositides (PIPs) (2019)
  • Author(s): ◯Yuta Shimanaka, Keiko Matsumot, Yuki Tanaka, Nozomu Kono, Hiroyuki Arai
  • Organizer: 60th International Conference on the Bioscience of Lipids
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 細胞内II型PAFアセチルハイドロラーゼによる新規脂肪酸メディエーター産生機構 (2018)
  • Author(s): ○嶋中 雄太, 河野 望, 村上 誠, 新井 洋由
  • Organizer: 日本脂質生化学会 第60回大会
• [Presentation] エポキシ化ω3脂肪酸はIgE依存的なマスト細胞の活性化を制御するオートクリンメディエーターである (2018)
  • Author(s): ○嶋中 雄太, 河野 望, 村上 誠, 新井 洋由
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
• [Presentation] ホスホイノシタイド分析を目的とした超臨界流体クロマトグラフ(SFC)の開発 (2018)
  • Author(s): ○嶋中 雄太
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
  • Invited
• [Presentation] エポキシ化ω3脂肪酸によるマスト細胞クオリティーの制御 (2018)
  • Author(s): ○嶋中 雄太
  • Organizer: 第102回日本栄養・食糧学会関東支部大会
  • Invited
• [Presentation] ω3 Fatty Acid Epoxides are Autocrine Mediators that Control the Magnitude of IgE-mediated Mast Cell Activetion (2018)
  • Author(s): ○Yuta Shimanaka, Nozomu Kono, Makoto Murakami, Hiroyuki Arai.
  • Organizer: 59th International Conference on the Bioscience of Lipids
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Development of supercritical fluid chromatography (SFC) method which can analyse and separate Phosphoinositides (PIPs) (2018)
  • Author(s): ○Yuta Shimanaka, Keiko Matsumoto, Nozomu Kono, Hiroyuki Arai.
  • Organizer: The 4th Australian Lipid Meetings
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Patent(Industrial Property Rights)] ホスホイノシタイド分析を目的とした超臨界流体クロマトグラフ(SFC)の開発 (2018)
  • Inventor(s): 松本恵子、嶋中雄太、河野望、新井洋由
  • Industrial Property Rights Holder: 松本恵子、嶋中雄太、河野望、新井洋由
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018