• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Elucidation of oxidized HDL and NASH pathogenesis focusing on mitochondrial dysfunction

Research Project

Project/Area Number 22K11797
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

櫻井 俊宏  北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (60707602)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 惠 淑萍  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (90337030)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
KeywordsHDL / 酸化 / ミトコンドリア / カルジオリピン / モノリゾカルジオリピン / NASH / エネルギー / 酸化HDL
Outline of Research at the Start

非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は酸化ストレスや肥満、生活習慣病が関与する疾患である。これまでに申請者は、酸化高比重リポタンパク質(酸化HDL)がNASH発症に深く関わることを示唆する知見を得た。近年のNASH研究で、酸化ストレスとミトコンドリア機能異常がNASHの発症や進展に関わることが示唆されている。本研究では、酸化ストレスの一因としての酸化HDLがミトコンドリア機能障害を引き起こしてNASH発症に関与するかどうかを明らかにすることを目的とし、肝培養細胞を用いて酸化HDLのミトコンドリア機能への影響を生化学的に調査する。この解明は将来のNASH発症の解明に役立つ。

Outline of Annual Research Achievements

非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)は酸化ストレスや肥満、生活習慣病が関与する疾患であり、患者数が世界的に増加している。これまでに申請者は、酸化高比重リポタンパク質(酸化HDL)がNASH発症に深く関わることを示唆する知見を得た。例えば、酸化HDLは肝細胞での炎症、線維化、脂肪滴形成に関与した。また、脂肪滴の酸化を明らかにし、さらに血中酸化HDLはNASHで高値であることを見いだした。一方で近年のNASH研究で、酸化ストレスとミトコンドリア機能異常がNASHの発症や進展に関わることが示唆されている。
以上から本研究では、酸化ストレスの一因としての酸化HDLがミトコンドリア機能障害を引き起こしてNASH発症に関与するかどうかを明らかにすることを目的とし、肝培養細胞を用いて酸化HDLのミトコンドリア機能への影響を生化学的に調査することとした。当該年度の研究はミトコンドリアの膜脂質に着目し、カルジオリピンとその代謝関連物質の網羅的な分析を行い、酸化HDLにおいてカルジオリピンのプロフィール異常を調査した。今回使用したOrbitrap LC-MS/MSを用いるリピドミクス解析(一斉分析)ではCL及びMLCLの半定量的な測定が可能であり、多くの分子種が存在するCL及びMLCLのプロフィールを調査でき、当研究室においては既に確立された手法であった。発見は、ミトコンドリア機能低下の指標としたMLCL/CL比が酸化HDL添加群でのみ有意な増加を示したことであった。この結果は将来的に酸化HDLの生理学的機能の解明に役立ち、健康科学的に大きな波及効果が期待される。計画は概ね順調に進んだ。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ミトコンドリアに特異的に局在する脂質「カルジオリピン(CL)」は4種類のアシル鎖が結合したリン脂質である。また、CLの前駆物質の「モノリゾカルジオリピン(MLCL)」は3種類のアシル鎖が結合したリン脂質であり、そのプロフィール異常、特にMLCL/CL比はミトコンドリア機能低下を表すと考えられている。そこで当研究室で機器及び測定系を保有するOrbitrap 液体クロマトグラフィー質量分析計によるリピドミクス解析で、カルジオリピン及びモノリゾカルジオリピンのプロフィールを調査することを目的とした。
ヒト肝培養細胞C3Aを24-well plateの各ウェルに播種し、24時間銅酸化させた酸化HDLまたは未酸化HDLまたはPBSを培養液に混和し、それらを各ウェルへ添加し、24時間刺激後に細胞を回収した。その細胞から脂質を抽出してリピドミクス解析を行った。その結果、Control群と未酸化HDL添加群に比べて酸化HDL24時間群においてMLCLが有意に増加した。CLはそれら3群間に有意差は無かった。ミトコンドリア機能低下の指標としたMLCL/CL比は酸化HDL添加群でのみ増加した。同様に、細胞播種後にリノール酸を24時間刺激して脂肪肝モデルを作製し、その後に同様のHDLを24時間刺激した結果、MLCL/CL比は酸化HDL添加群でのみ増加した。よって、酸化HDLがCL代謝経路の異常を促すことが明らかとなった。

Strategy for Future Research Activity

ここまでのデータに基づき、酸化HDLはCLとMLCLの代謝のバランスを崩す因子であることが推察された。その異常を示した経路や機序は未だに明らかにされていない。今後はその解明のために、Real-time PCR及びWestern blottingを駆使してカルジオリピンの生合成やカルジオリピンのRemodeling (CL内の脂肪酸の交換によるCLの成熟化の過程のこと)に関わる遺伝子の発現量解析とそのパスウェイを評価する。
具体的な計画としては、ヒト肝培養細胞C3Aを24-well plateの各ウェルに播種し、24時間銅酸化させた酸化HDLまたは未酸化HDLまたはPBSを培養液に混和し、それらを各ウェルへ添加し、24時間刺激後に細胞を回収する。その細胞からRNAあるいはタンパク質を精製してReal-time PCR及びWestern blottingにおいてミトコンドリア機能に関わる遺伝子及びタンパク質の解析を行う予定である。各種標的遺伝子に関するプライマーの設計及び直線性の確認は既に試行済みであり、最適なreal-time PCRの条件を検討済みであり、速やかに本実験計画の遂行を予定している。Western blottingについてはいくつかの関連抗体を入手済みであるが、抗体濃度の最適化を順次行い、本実験に適用する予定である。
以上の成果を、国際誌の学術論文にまとめ、投稿予定である。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Kaempferol Improves Cardiolipin and ATP in Hepatic Cells: A Cellular Model Perspective in the Context of Metabolic Dysfunction-Associated Steatotic Liver Disease2024

    • Author(s)
      Sakurai Akiko、Sakurai Toshihiro、Ho Hsin-Jung、Chiba Hitoshi、Hui Shu-Ping
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 16 Issue: 4 Pages: 508-508

    • DOI

      10.3390/nu16040508

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Oxidized Low-Density Lipoproteins Trigger Hepatocellular Oxidative Stress with the Formation of Cholesteryl Ester Hydroperoxide-Enriched Lipid Droplets2023

    • Author(s)
      Sazaki Iku、Sakurai Toshihiro、Yamahata Arisa、Mogi Sumire、Inoue Nao、Ishida Koutaro、Kikkai Ami、Takeshita Hana、Sakurai Akiko、Takahashi Yuji、Chiba Hitoshi、Hui Shu-Ping
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 5 Pages: 4281-4281

    • DOI

      10.3390/ijms24054281

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 培養ヒト肝細胞から放出されるVLDL中のTG及びTG-OOHの解析2023

    • Author(s)
      益子真明, 櫻井俊宏,山端ありさ,佐﨑 生, 茂木 すみれ, 千葉仁志,惠 淑萍.
    • Organizer
      第48回日本医用マススペクトル学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 脂肪肝モデル細胞における12-EPAHSAのミトコンドリア形態への影響2023

    • Author(s)
      竹下 花, 櫻井俊宏, Siddabasave Gowda B. Gowda, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第63回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 脂肪肝モデル細胞におけるミトコンドリア膜脂質への酸化HDLの影響2023

    • Author(s)
      石田航太郎, 櫻井俊宏, 茂木すみれ, 井上夏緒, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第63回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ケンペロールによるミトコンドリアへの作用2023

    • Author(s)
      櫻井知子, 櫻井俊宏, 何 欣蓉, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第63回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] LDL添加による肝ミトコンドリア呼吸機能の変化は酸化により悪化する2023

    • Author(s)
      佐﨑 生, 櫻井俊宏, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第63回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 培養肝細胞から放出されるLDLの脂質プロフィール解析2023

    • Author(s)
      櫻井俊宏, 陳 震, 茂木すみれ, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第63回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 肝細胞における酸化HDLの受容体の探索2023

    • Author(s)
      笹 真穂, 櫻井俊宏, 石田航太郎, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第57回日本臨床検査医学会北海道支部総会・第33回日本臨床化学会北海道支部例会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Enhancement of mitochondrial function with kaempferol, contained as glycoside in Aojiru2023

    • Author(s)
      Sakurai A, Sakurai T, Ho HJ, Chiba H, Hui SP.
    • Organizer
      The Indian Scientists Association in Japan
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kaempferol Improves Mitochondrial Respiratory Function in Human Liver-Derived Cell Line2023

    • Author(s)
      Sakurai A, Sakurai T, Ho HJ, Chiba H, Hui SP.
    • Organizer
      The 6th FHS International Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of 12-EPAHSA on mitochondrial morphology in fatty liver model cells2023

    • Author(s)
      Takeshita H, Sakurai T, Gowda SGB, Chiba H, Hui SP.
    • Organizer
      The 6th FHS International Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lipidomic Analysis of Very-Low Density Lipoprotein Released from Human Liver-Derived Cell Line2023

    • Author(s)
      Masuko N, Sakurai T, Yamahata A, Sazaki I, Mogi S, Chiba H, Hui SP.
    • Organizer
      The 6th FHS International Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for Oxidized High-Density Lipoprotein Receptor in Human Liver-Derived Cell Line2023

    • Author(s)
      Sasa M, Sakurai T, Ishida K, Chiba H, Hui SP.
    • Organizer
      The 6th FHS International Conference
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 酸化HDLによる肝細胞のミトコンドリア機能低下作用2022

    • Author(s)
      櫻井俊宏, 山端ありさ, 関島将人, 井上夏緒, 上野朱音, 茂木すみれ, 何 欣蓉, 陳 震, 千葉仁志, 惠 淑萍.
    • Organizer
      第62回日本臨床化学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi