NAFLDおよび耐糖能異常における肝血管内皮細胞由来分枝アミノ酸の意義
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21K08585
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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 54040:Metabolism and endocrinology-related
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
宮崎 章 昭和大学, 医学部, 教授 (70253721)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (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: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | カルパイン / 分枝アミノ酸 / 非アルコール性脂肪性肝障害 / 非アルコール性脂肪性肝疾患 / 分枝鎖アミノ酸 / NAFLD / 糖尿病 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、カルパインが病態生理学的なアミノ酸産生に関与するとの我々のオリジナルの概念に基づいている。食事や骨格筋由来のアミノ酸が耐糖能に影響をおよぼすことは広く知られているが、肝臓微小環境のアミノ酸組成が病態にいかなる影響をおよぼすか検討された例は少ない。本研究が成就した場合、肝臓微小環境における病態生理学的なアミノ酸制御の実態が解明され、アミノ酸を起点とした糖尿病治療戦略に貢献できると考える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝血管内皮細胞に発現する細胞内プロテアーゼ、カルパインとこれにより遊離する分枝アミノ酸（BCAA）の非アルコール性脂肪性肝障害(NAFLD)における役割を検討した。
培養血管内皮細胞(EC)を高グルコースに曝露するとカルパインが活性化されアミノ酸が遊離した。肝細胞内アミノ酸レベルはmTORC１によって検知されS6Kをリン酸化して脂肪新生が促進される。ECをアミノ酸不含培地で培養し、カルシウムイオノフォアでアミノ酸を遊離させて条件培地とした。条件培地を肝細胞株HepG2に負荷してインスリンで刺激したところSK6のリン酸化を認めたが、アミノ酸不含培地ではリン酸化を認めなかった。条件培地を負荷したHepG2にオレイン酸を負荷すると脂肪滴が形成され、mTORC1阻害剤ラパマイシンやアミノ酸トランスポーターLAT1阻害剤JPH203により、SK6リン酸化や脂肪滴形成が抑制した。
野生型マウス(WT)に高脂肪食を負荷すると、肝血管内皮細胞のカルパイン発現が誘導され、肝臓の中性脂肪(TG)蓄積を誘導した。血管内皮細胞のカルパインをノックアウト(KO)したところ、TG蓄積が抑制された。KOマウスの肝臓のBCAA含有量はWTに比し有意に低下していた。WT由来培養肝ECを高グルコースで刺激するとアミノ酸遊離が増加したが、KO由来細胞ではでは全く増加しなかった。高脂肪食負荷WTにLPH203を投与すると、肝臓のTG蓄積が抑制された。高脂肪食負荷WTでは肝臓の脂肪蓄積促進因子であるSREBP1とその活性化因子であるS6キナーゼが活性化されたが、KOマウスでは抑制された。以上より、高グルーコースや脂肪食負荷により、肝血管内皮細胞のカルパインが活性化されてBCAA遊離が増加し、肝細胞に取り込まれたBCAAがS6キナーゼ、SREBP1を活性化し脂肪蓄積が促進されることが示された。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Hypercholesterolemic Dysregulation of Calpain in Lymphatic Endothelial Cells Interferes With Regulatory T-Cell Stability and Trafficking.2022
Author(s)
T. Miyazaki, Y. Taketomi, T. Higashi, H. Ohtaki, T. Takaki, K. Ohnishi, M. Hosonuma, N. Kono, R. Akasu, S. Haraguchi, JR. Kim-Kaneyama, K. Otsu, H. Arai, M. Murakami, A. Miyazaki
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Journal Title
Arterioscler Thromb Vasc Biol.
Volume: 43
Issue: 2
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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