Elucidation of the onset mechanism of cardiovascular events in progressive fatty liver disease focusing on sympathetic activation

• Project/Area Number: 23K21526
• Project/Area Number (Other): 21H03214 (2021-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2021-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 58040:Forensics medicine-related
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 劉 金耀 山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (60379956)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山野 聖子 山口大学, 総合技術部, 課長 (00448276) ; 姫宮 彩子 (白鳥彩子) 山口大学, 大学院医学系研究科, 講師 (90593301)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000); Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 心臓性突然死 / 脂肪性肝疾患 / 飲酒 / 栄養アンバランス食 / 交感神経活性化 / 非過剰飲酒 / 低炭水化物・高タンパク質食 / 進行性脂肪肝疾患 / アルコール / 心血管イベント

Outline of Research at the Start

継続課題のため、記入しない。

Outline of Annual Research Achievements

【研究の内容】1.遺伝子組み換えマウスを繁殖し、非過剰飲酒と低炭水化物・高タンパク質（LCHP）食により進行性脂肪肝疾患と致死性不整脈発生リスクの高い複合病態マウスモデルを作製した。2.1のマウスの心筋と肝臓組織を用いて、線維染色・多重蛍光免疫染色およびPCRにて、線維組織の定量、炎症反応を指すCD68・TNFαと線維形成を指すcollagen 1a1の遺伝子発現量を調べ、進行性脂肪肝疾患における心臓性突然死発症リスクを確認し、肝臓と心臓の交感神経活性化、心筋の線維形成とギャップ結合蛋白質合成関連遺伝子の変動を確認した。3.1のマウスの心筋と肝臓組織のtotal RNAを用いたRNA-seq網羅的分析を用いて脂肪肝を呈する死因不詳症例の鑑定マーカーを探索した。4.成果は第107次日本法医学会学術全国集会および第40回日本法医学会学術中四国地方集会に公表し、英文雑誌へ投稿した。
【研究の意義】進行性脂肪肝疾患と致死性不整脈発生リスクの高い複合病態マウスモデルを樹立するとともに、交感神経活性化への着目から心臓と肝臓の交感神経活性化、進行性脂肪肝疾患を伴う心筋間質性線維形成亢進、ギャップ結合蛋白質合成関連遺伝子のアップレギュレーションが脂肪肝を伴う死因不詳解剖事例の死因究明の鑑定根拠確立につながる可能性が示唆された。RNA-seq網羅的分析の肝臓血管バリア機構と心筋コラーゲン生成の関連遺伝子群発現量の変動に加え、心筋ギャップ結合関連因子Cx43の増加および心筋間質性線維形成の成果が脂肪肝を呈する死因不詳症例の鑑定マーカーとなる可能性が示唆された。
【研究の重要性】本研究の成果から、進行性脂肪肝疾患における致死性不整脈発生リスクの高い合併発症と死因との因果関係の解明とともに、突然死診断マーカーや新規治療薬の開発に重要性があることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の研究計画を実施し、研究成果は国内・国際学会に発表、アルコールの権威英文雑誌に投稿した。

Strategy for Future Research Activity

1.遺伝子組み換えマウスを繁殖し、進行性脂肪肝疾患と致死性不整脈発生リスクの高い複合病態マウスモデルを作製する(担当: 山野聖子)。
2.1のマウスに、マイクロポンプでcarvedilolを3週間投与した後に、不整脈誘発試験を行い、Carvedilol投薬により進行性脂肪肝疾患と致死性不整脈合併発症の是正を確認する(担当: 劉金耀)。
3.2023年度（R5）のマウスの心臓と肝臓RNA-SEQデータの解析結果を用いて、進行性脂肪肝疾患と心臓性突然死合併発症における有意に発現量が変化する遺伝子を同定する(担当: 劉金耀、山野聖子)。
4.積水メディカルより購入したヒトの脂肪性肝疾患(飲酒歴ありおよびなし)と健常者ドナーの肝臓組織を用いたPCRを行い、モデルマウスにて同定した有意に発現量が変化する遺伝子をヒト組織にて確認する(劉金耀)。
5.2から4の血液化学検査・病理学検査・組織細胞生物学・分子生物学の成果から、進行性脂肪肝疾患・心臓性突然死合併発症の制御機序を解明し、脂肪性肝疾患における心臓性突然死鑑定マーカーを見出す(担当: 劉金耀)。
6.研究成果を学会並びに英文学術誌で発表する(担当: 劉金耀、山野聖子)。

Research Products

• [Journal Article] Chronic ethanol consumption plus an atherogenic diet cause metabolic steatohepatitis with advanced liver fibrosis in apolipoprotein E/low-density lipoprotein receptor double-knockout mice (2022)
  • Author(s): LIU JINYAO（劉金耀）
  • Journal Title: Alcohol Clin Exp Res Volume: 46 Issue: 7 Pages: 1192-1203
  • DOI: 10.1111/acer.14852
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Advanced metabolic disorder-associated fatty liver disease induced the high risk of sudden cardiac death in apolipoprotein E/low-density lipoprotein receptor double-knockout mice (2023)
  • Author(s): Liu J, Oba Y, Chang Y, Yamano S
  • Organizer: 34th Great Wall International Cardiology Conference (GW- ICC) and Asian Heart Society Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 非過剰飲酒と栄養アンバランス食併用に起因するMAFLDと心臓性突然死との合併発症 ：マウスを用いた基礎研究 (2023)
  • Author(s): 劉 金耀・大庭 優実子・山野 聖子
  • Organizer: 第107次日本法医学会学術全国集会
• [Presentation] 脂肪肝を呈する死因不詳症例の鑑定マーカーの探索 ：マウスを用いた基礎研究 (2023)
  • Author(s): 劉 金耀・近藤 洋介・仲木 竜・山野 聖子
  • Organizer: 第40 回日本法医学会学術中四国地方集会
• [Presentation] 慢性アルコールと動脈硬化誘発食併用を用いた進行性MAFLDと心イベント複合病態モデルの確立 (2022)
  • Author(s): 劉金耀
  • Organizer: 第57回日本アルコール・アディクション医学会
• [Presentation] A mouse model for metabolic-associated steatohepatitis with advanced liver fibrosis and cardiac dysfunction (2022)
  • Author(s): LIU JINYAO（劉金耀）
  • Organizer: 33rd GW-ICC
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chronic ethanol consumption plus dietary atherogenic diet intake created metabolic steatohepatitis with advanced liver fibrosis in apolipoprotein E/low-density lipoprotein receptor double-knockout mice (2022)
  • Author(s): LIU JINYAO（劉金耀）
  • Organizer: Pharmacology Webinar2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 進行性脂肪肝疾患および心血管イベントの合併発症と死因との因果関係：マウスを用いた基礎研究 (2022)
  • Author(s): 劉金耀
  • Organizer: 第39回日本法医学会学術中四国地方集会
• [Presentation] 飲酒と低炭水化物・高蛋白質食の併用が脂肪性肝炎と肝線維症の発症に及ぼす影響 (2021)
  • Author(s): 劉金耀
  • Organizer: 第105次日本法医学会学術全国集会
• [Presentation] 非過剰飲酒と並行した低炭水化物・高蛋白質食に起因する脂肪性肝炎性肝線維症と心イベントの合併発症 (2021)
  • Author(s): 劉金耀
  • Organizer: 第56回日本アルコール・アディクション医学会学術総会
• [Presentation] 非過剰飲酒と並行した低炭水化物・高蛋白質食に起因する脂肪性肝炎性肝線維症の発症 (2021)
  • Author(s): 劉金耀
  • Organizer: 第38回日本法医学会学術中四国地方集会