| Project/Area Number |
21K07448
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 52020:Neurology-related
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| Research Institution | Hiroshima International University |
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Principal Investigator |
中原 正子 広島国際大学, 保健医療学部, 講師 (30443120)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | アルツハイマー型認知症 / 血管内皮細胞 / 酸化ストレス / マイクロRNA / エキソソーム / フェルラ酸 / 脳血管内皮細胞 / microRNA-10b / exosome |
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| Outline of Research at the Start |
アルツハイマー型認知症(Alz)は、脳内の血管内皮細胞(EC)の機能低下によるアミロイドβの代謝異常が一因である。申請者は、ECはストレス刺激でmicroRNA-10b (miR10b)を内包したエクソソームを分泌すること、周囲のECや平滑筋細胞に作用し血管機能に影響をもたらすことを証明した。さらに、miR10b発現抑制成分としてフェルラ酸を同定しており、ECのストレス障害の緩和効果を見出した。本研究では、ECストレス応答性エクソソーム型miR10bを標的とする脳血管ECの機能評価と制御法の開発を行い、Alzの早期発見と効果的な予防を可能とする新規評価・検査法の開発に向けた基礎的検討を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年までに血管内皮細胞はストレス刺激でmicroRNA-10b-5p (miR10b)をエクソソームに内包された状態で分泌すること、miR10bは脳由来神経栄養因子（BDNF）を標的としてタンパク質の発現を抑制することを報告した。
引き続きmiR10bと血管内皮細胞の機能の関係について解析した。miR10b過剰発現血管内皮細胞ではチューブ形成能および細胞増殖能が有意に低下していた。一方で、S-TuDを用いてmiR10bの機能を阻害すると、細胞増殖能が上昇することから、miR10b発現量と血管内皮細胞の機能が逆相関していることが示唆された。また、miR10bの発現増加はVE-cadherinのタンパク質発現を低下させることを報告したが、miR10bはVE-cadherinの局在制御にも重要な分子であることが分かった。一方で、miR10b過剰発現血管内皮細胞では、VE-cadherin-Y658のリン酸化が亢進しており、VE-cadherin-Y658のリン酸化は、下流のRho GTPaseであるRac1の活性化に関与しており血管内皮細胞の細胞間接着の制御や安定化に重要とされているという報告があることから、miR10bはVE-cadherinを介した細胞接着に関わる下流シグナルの制御にも関与する可能性が明らかとなった。これらのことから、血管内皮細胞ではストレス刺激に応答して上昇したmiR10bによって、血管内皮細胞の機能制御に重要な分子であるBDNFやVE-cadherinの発現や機能・質的変化が誘導され、その結果、血管内皮細胞の機能の破綻に繋がっている可能性が示唆された。
以上の結果より、種々のストレス刺激による血管内皮細胞機能変化の分子機序の一端としてmiR10bが関わっていることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ストレス刺激をうけた血管内皮細胞内の分子機序について、予定していた内容まで明らかにすることが出来、学会発表、および論文発表を行った。ストレス刺激が過酸化水素H2O2や低酸素誘導剤DFOといった人為的な環境下であることから、一旦ここで区切りをつけた。今後はストレス刺激をアルツハイマー型認知症の原因の一つと言えるアミロイドベータに変更し、より生理的環境に近づけ、これまでの蓄積したデータをもとに、さらに解析を進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
miR10bは様々なストレスに応答して血管内皮細胞で発現誘導されており、血管内皮細胞に対するストレス状態を鋭敏に捉えることができると考えられる。一方で、本検討ではエクソソーム分離して内包されたmiR10bを測定していないため、今後は培地内に遊離したエクソソームにおける発現解析が必要と考える。
また、これまでに植物由来天然ポリフェノールであるフェルラ酸が、酸化ストレスに対する細胞保護作用を有していることを報告している。今回の研究結果から、フェルラ酸は血管内皮細胞においてもストレス刺激（H2O2やDFO）に対する細胞保護効果を示しており、その分子機序としてフェルラ酸がmiR10b発現誘導を阻害することが明らかとなった。すなわち、フェルラ酸によるmiR10b発現制御法を確立することにより、ストレス刺激によって障害された血管内皮細胞の機能を改善・適正化する手法の開発が可能であると考えられる。そのためには、血管内皮細胞がどのようにmiR10bの発現上昇を抑制しているか、今後さらなる解析が必要である。
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