肥満および歯周炎に共通のmiRNAを標的とした新規抗炎症治療薬の開発

• Project/Area Number: 20K18512
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 佐野 朋美 九州大学, 歯学研究院, 助教 (50782075)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: マクロファージ / 炎症 / microRNA / 肥満 / 脂肪組織炎症 / 慢性炎症 / 歯周炎 / インスリン抵抗性

Outline of Research at the Start

本研究は、脂肪組織において炎症性遺伝子 (mRNA) 発現を制御するmiRNAを特定し、そのmiRNAを封入・保護したカプセルには抗炎症効果があることを検証し、肥満およびインスリン抵抗性、ならびにそれらを合併した歯周病への治療効果を実証することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

炎症状態で発現抑制するmiRNAとその抗炎症効果を検討した。まず、炎症モデルとして高脂肪食を摂取させたマウスの脂肪組織を用い、microRNA発現をマイクロアレイで網羅的に解析した。炎症状態の脂肪組織で発現抑制したmicroRNAの中からmiR-582-5pに着目した。
このmicroRNAはqPCRでも炎症脂肪組織で発現抑制し、また骨髄由来マクロファージやマクロファージ様細胞RAW264.7をLPS刺激した際にも有意に発現抑制したことから、少なくともマクロファージでは炎症状態で発現抑制することが分かった。よって、以下の検討ではRAW264.7細胞を用いた。
細胞にmiR-582-5pを導入しLPS刺激をすると、炎症性サイトカインTnfa、IL-1b、IL-6は遺伝子レベルでもタンパク質レベルでも有意に発現抑制し、このmicroRNAの抗炎症効果が示された。
次に、この抗炎症メカニズムを解明するため、ターゲット予測サイトを用いmiR-582-5pの標的遺伝子探索を行い、Skp1に着目した。ルシフェラーゼアッセイによりSkp1とこのmicroRNAが結合することを確認した。このmicroRNAの導入によりSKP1発現が有意に抑制することから、Skp1はmiR-582-5pのターゲットであると言える。
SKP1は複合体を形成し、NF-kB経路においてIkBaの分解とp65のリン酸化を誘導するが、si-Skp1でSkp1をノックダウンしたときだけでなく、miR-582-5pの導入によってもSkp1発現が下がり、IkBaの分解とp65のリン酸化、さらにはそれに続くp65の核内移行が抑制した。
以上をまとめると、炎症状態ではmiR-582-5pの発現抑制や炎症性サイトカインの発現亢進が起こるが、このmicroRNAを導入するとターゲットであるSkp1に結合することで抗炎症作用を示す。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

標的遺伝子探索に予想以上の時間を要してしまった。

Strategy for Future Research Activity

実験動物を用いて抗炎症効果を実証する予定である。

Research Products

• [Journal Article] miR-582-5p targets Skp1 and regulates NF-κB signaling-mediated inflammation (2023)
  • Author(s): Li Rongzhi、Sano Tomomi、Mizokami Akiko、Fukuda Takao、Shinjo Takanori、Iwashita Misaki、Yamashita Akiko、Sanui Terukazu、Nakatsu Yusuke、Sotomaru Yusuke、Asano Tomoichiro、Kanematsu Takashi、Nishimura Fusanori
  • Journal Title: Archives of Biochemistry and Biophysics Volume: 734 Pages: 109501-109501
  • DOI: 10.1016/j.abb.2022.109501
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] miR-1260b inhibits periodontal bone loss by targeting ATF6β mediated regulation of ER stress. (2022)
  • Author(s): Hayashi C, Fukuda T, Kawakami K, Toyoda M, Nakao Y, Watanabe Y, Shinjo T, Sano T, Iwashita M, Yotsumoto K, Shida M, Taketomi T, Sanui T, Uchiumi T, Kanematsu T, Nishimura F.
  • Journal Title: Front Cell Dev Biol Volume: 10 Pages: 1061216-1061216
  • DOI: 10.3389/fcell.2022.1061216
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] XAF1 overexpression exacerbates diabetes by promoting pancreatic β-cell apoptosis. (2022)
  • Author(s): Nishimura Y, Iwashita M, Hayashi M, Shinjo T, Watanabe Y, Zeze T, Yamashita A, Fukuda T, Sanui T, Sano T, Asano T, Nishimura F.
  • Journal Title: Acta Diabetol Volume: 59 Issue: 10 Pages: 1275-1286
  • DOI: 10.1007/s00592-022-01930-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] RANKL elevation activates the NIK/NF-κB pathway, inducing obesity in ovariectomized mice. (2022)
  • Author(s): Mori M, Mizokami A, Sano T, Mukai S, Hiura F, Ayukawa A, Koyano K, Kanematsu T, Jimi E
  • Journal Title: J Endocrinol. Volume: in press Issue: 1 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1530/joe-21-0424
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Adipose-specific C-C motif chemokine ligand (CCL) 19 overexpression drives the mice to both insulin resistance and weight gain (2021)
  • Author(s): Hayashi Masato、Iwashita Misaki、Nishimura Yuki、Shinjo Takanori、Sano Tomomi、Yamashita Akiko、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Asano Tomoichiro、Nishimura Fusanori
  • Journal Title: BMJ Open Diabetes Research & Care Volume: 9 Issue: 1 Pages: e001871-e001871
  • DOI: 10.1136/bmjdrc-2020-001871
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Case Report of Improved Palmoplantar Pustulosis following Periodontal Treatment and Possible Association with Diminished Systemic Subclinical Inflammation (2021)
  • Author(s): Yamashita Akiko、Sano Tomomi、Iwashita Misaki、Nishimura Fusanori
  • Journal Title: Case Reports in Dermatological Medicine Volume: 2021 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1155/2021/5548760
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Adipocyte-specific GPRC6A ablation promotes diet-induced obesity by inhibiting lipolysis (2021)
  • Author(s): Mukai Satoru、Mizokami Akiko、Otani Takahito、Sano Tomomi、Matsuda Miho、Chishaki Sakura、Gao Jing、Kawakubo-Yasukochi Tomoyo、Tang Ronghao、Kanematsu Takashi、Takeuchi Hiroshi、Jimi Eijiro、Hirata Masato
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 296 Pages: 100274-100274
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100274
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Expression of PRIP, a phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate binding protein, attenuates PI3K/AKT signaling and suppresses tumor growth in a xenograft mouse model (2021)
  • Author(s): Maetani Yuka、Asano Satoshi、Mizokami Akiko、Yamawaki Yosuke、Sano Tomomi、Hirata Masato、Irifune Masahiro、Kanematsu Takashi
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 552 Pages: 106-113
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.045
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anti-inflammatory Effects of miRNA-146a Induced in Adipose and Periodontal Tissues (2020)
  • Author(s): Taiki Sanada, Tomomi Sano, Yusuke Sotomaru, Rehab Alshargabi, Yosuke Yamawaki, Akiko Yamashita, Hiroaki Matsunaga, Misaki Iwashita, Takanori Shinjo, Takashi Kanematsu, Tomoichiro Asano, Fusanori Nishimura
  • Journal Title: Biochem Biophys Rep. Volume: Jul Pages: 100757-100757
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2020.100757
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SPOCK1 is a novel inducer of epithelial to mesenchymal transition in drug-induced gingival overgrowth (2020)
  • Author(s): Alshargabi Rehab、Sano Tomomi、Yamashita Akiko、Takano Aiko、Sanada Taiki、Iwashita Misaki、Shinjo Takanori、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Kishida Shosei、Nishimura Fusanori
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 10 Issue: 1 Pages: 9785-9785
  • DOI: 10.1038/s41598-020-66660-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] SPOCK1 induces adipose tissue maturation: New insights into the function of SPOCK1 in metabolism (2020)
  • Author(s): Alshargabi Rehab、Shinjo Takanori、Iwashita Misaki、Yamashita Akiko、Sano Tomomi、Nishimura Yuki、Hayashi Masato、Zeze Tatsuro、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Nishimura Fusanori
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 533 Issue: 4 Pages: 1076-1082
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.09.129
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] MicroRNA targeting Skp1 regulates inflammatory response through NF-kB signaling pathway  (2022)
  • Author(s): 佐野朋美、李栄智、溝上顕子、西村英紀、兼松隆
  • Organizer: 第96回日本薬理学会年会
• [Presentation] Identification of microRNA regulated by CCL19-CCR7 signaling in adipose tissue inflammation (2021)
  • Author(s): Tomomi Sano, Malaz Elsheikh, Akiko Mizokami, Takashi Kanematsu
  • Organizer: 第63回歯科基礎医学会学術大会
• [Book] 徹底解説！糖尿尿合併症管理・フォローアップ (2021)
  • Author(s): 佐野朋美他
  • Total Pages: 204
  • Publisher: 文光堂