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Analysis of novel physiological effects of a collagen cross-link pyridinoline via the receptor for advanced glycation end-products (RAGE)

Research Project

Project/Area Number 19J10964
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

村上 庸人  明治大学, 明治大学大学院農学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsRAGE / コラーゲン / ピリジノリン
Outline of Research at the Start

高血糖においては糖化タンパク質(AGE)が蓄積し、受容体RAGEを介して糸球体硬化症などの「組織線維化」をともなう合併症を引き起こすことが知られている。しかしながら、RAGEの機能および生理的意義については未解明の点が多い状況である。申請者はこれまでにRAGEが認識する最小単位の構造を明らかにし、さらにこの構造をもつ内在性のコラーゲン架橋分子ピリジノリン(PYR)が新奇のRAGEリガンドであることを見出している。PYRはコラーゲン損傷により血中に遊離することから、RAGEの生理機能の一つは「コラーゲン損傷の認識」であると仮説を立てた。本研究はこの仮説の検証を目的として計画されたものである。

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病などの高血糖状況下においては組織中に糖化タンパク質(AGEs)が蓄積し、受容体RAGEへの結合を介して糸球体硬化症などの「組織線維化」をともなう合併症をひきおこす。しかし、RAGE本来の機能、すなわちRAGEの生理的意義については不明の点が多い。一方、申請者はこれまでにRAGEの内因性リガンドとしてコラーゲン架橋分子ピリジノリン(PYR)を同定している。PYRはコラーゲン線維の分解により血中へ遊離する性質をもつことからRAGEの生理機能のひとつは「コラーゲン損傷の感知とその修復応答の誘導」であると予想された。本研究ではこの仮説の検証を目的としており、とくにコラーゲン修復応答のメカニズムとして広く知られる上皮間葉転換(EMT)に着目して解析を実施した。
ウシアキレス腱の酸加水分解物を各種クロマトグラフィーに供し、PYRを単離した。ラット腎近位尿細管上皮細胞株NRK-52Eに対しPYRを作用させ、Ⅰ型コラーゲンの遺伝子発現量をreal-time PCRにより解析したところ、col1a1のmRNA発現量がPYR添加濃度依存的に増加した。一方この作用はRAGE阻害剤の共存により抑制されたことから、PYRによるコラーゲン修復応答はRAGEを介したものであることが示唆された。
コラーゲン修復応答に対するEMTの関与について、同様にreal-time PCRにより検討した。その結果、PYRの添加によりEMTのマスターレギュレーターであるTGF-βの発現量の増加、および上皮系細胞マーカー(E-cadherin)の減少が認められた。
以上の結果から、PYRがRAGEシグナル伝達を介してEMTを誘導し、コラーゲン修復を促進しうることが示された。さらに、こうしたRAGEの生理機能が、糖尿病環境下ではAGEsにより慢性的且つ過剰に活性化され、合併症発症に至るという疾患発症機序が提示された。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Identification of a novel advanced glycation end product derived from lactaldehyde2019

    • Author(s)
      Fujimoto Shiori, Murakami Yoto, Miyake Haruna, Hayase Fumitaka, Watanabe Hirohito
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 83 Issue: 6 Pages: 1136-1145

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1585745

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel function of pyridinoline, a collagen cross-link, through the receptor for advanced glycation end-products (RAGE)2019

    • Author(s)
      Murakami Yoto、Hayase Fumitaka、Watanabe Hirohito
    • Journal Title

      International Maillard Reaction Society Highlight

      Volume: 14 Pages: 5-9

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] コラーゲン架橋分子ピリジノリンの新たな生理作用2019

    • Author(s)
      村上庸人、早瀬文孝、渡辺寛人
    • Journal Title

      バイオインダストリー

      Volume: 36 Pages: 1-7

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] コラーゲン架橋分子ピリジノリンの腸管透過経路の解析2020

    • Author(s)
      尾上真純、村上庸人、赤尾菜々子、山本菜々美、早瀬文孝、渡辺寛人
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖化タンパク質受容体RAGEの新奇内因性リガンドとしてのコラーゲン架橋分子ピリジノリンの同定2019

    • Author(s)
      村上庸人、藤野峻行、倉知遼太郎、長谷川俊樹、臼井照幸、早瀬文孝、渡辺寛人
    • Organizer
      第51回日本結合組織学会学術大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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