| Project/Area Number |
22K11881
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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 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Ashikaga University |
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Principal Investigator |
須永 浩章 足利大学, 工学部, 准教授 (10760077)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 弘樹 群馬大学, 大学院保健学研究科, 准教授 (20431710)
横山 知行 群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (70312890)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 脂肪酸 / 肺気腫 / 脂肪酸組成 / 脂肪酸補充 / α1-アンチトリプシン |
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| Outline of Research at the Start |
脂肪酸は生体にとって必要不可欠な栄養素であり、脂肪酸鎖長の違いが様々な代謝性病態に重要な影響を及ぼす可能性がある。本研究では、生体内脂肪酸の鎖長伸長に関わるElovl6に着目し、Elovl6による脂肪酸組成の変化が肝臓を介して肺気腫の発症・進展へ及ぼす影響を解明する。さらに、遺伝性肺気腫症の原因因子とされるα1-アンチトリプシン (α1-AT) の産生を制御する責任脂肪酸を特定する。遺伝性肺気腫症の現状の治療手段は、不足したα1-ATの補充療法しかない。本研究は、栄養素である脂肪酸の補充とα1-ATの産生臓器である肝臓を標的とした、従来と全く異なる肺気腫予防・治療戦略の構築につなげる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の研究成果から、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスでは先天性の肺気腫様病変をきたすこと、そのメカニズムとして、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスでは、先天性肺気腫の病態に関連する特定のタンパクAの血中濃度が対照群マウスと比較して著明に低下していることを見出した。そこで、Elovl6の欠損に伴う脂肪酸組成の変化が、肝臓でのタンパクAの発現動態、およびタンパクAをコードする遺伝子Xの発現にどのように影響するかを解明するため、培養マウス肝細胞を用いて解析を行った。
培養肝細胞にsiRNAを用いてElovl6をノックダウンさせたところ、遺伝子Xの発現が著明に低下した。次に、培養肝細胞に組成変化が認められた脂肪酸を添加したところ、特定の不飽和脂肪酸添加により遺伝子Xの発現低下を認めた。さらに、肝細胞において産生されたタンパクAの細胞外への分泌動態を検討するため、遺伝子Xの発現ベクターを作成し、タンパクAのメディウム中の濃度を検討した。その結果、タンパクAを過剰発現させた肝細胞ではElovl6のノックダウンにより、タンパクAのメディウム中濃度が有意に低下することを確認した。さらに、脂肪酸添加で同様の検討を行ったところ、特定の不飽和脂肪酸の添加によりタンパクAのメディウム中濃度が有意に低下することを確認した。また、免疫蛍光染色結果から、遺伝子Xを過剰発現させた細胞へのElovl6ノックダウンにより、タンパクAの細胞内局在が変化していることを認めた。以上の結果より、Elovl6の欠損に伴う肝細胞内の脂肪酸組成の変化が、タンパクAの産生および細胞外分泌に影響している可能性を見出した。
現在、遺伝子Xのアデノ随伴ウイルス (AAV)ベクターを作成中であり、肺気腫病態モデルマウスやElovl6欠損マウスへの外因的補充により肺気腫の発症・進展抑制効果が見られるか、検討を進めている。
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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
培養マウス肝細胞へのElovl6のノックダウン、脂肪酸添加による遺伝子XのmRNA発現およびタンパクAの細胞外への分泌動態の解析について順調に成果が得られている。また、培養マウス肝細胞でのElovl6ノックダウンによる脂質組成の解析についても順調に成果が得られており、着実に研究計画は進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、培養マウス肝細胞、喫煙暴露による肺気腫病態モデルマウス、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスの肝臓から脂質を抽出し、リピドミクス解析やメタボロミクス解析を行い、Elovl6欠損に伴うリン脂質や代謝産物などの詳細な解析を行っていく。さらに、高解像度質量顕微鏡やシングルセル解析により、肝細胞内の脂肪酸組成の変化とタンパクAの産生、タンパク結合と細胞外分泌への影響などを詳細に解析していく予定である。
また、タンパクAの発現や細胞外分泌に影響する脂肪酸・代謝産物が同定できたら、そこに拮抗するような脂質、薬剤などを同定し、Elovl6をノックダウンさせた肝細胞およびElovl6欠損マウスへ投与し、タンパクAの産生低下や細胞外分泌の抑制がキャンセルされるか、検討を進めていきたい。さらには、肺気腫病態モデルマウスやElovl6欠損マウスに対し、タンパクAの産生を制御している責任脂肪酸の外因的補充、およびAAVベクターによる肝臓へのタンパクAの過剰発現により、肺気腫病態への発症・進展抑制効果が見られるか、上記の結果と併せて検討していく予定である。
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