| Project/Area Number |
24K11675
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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 | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤島 裕也 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10779789)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西澤 均 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座准教授 (20379259)
喜多 俊文 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい准教授 (10746572)
福田 士郎 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (00896467)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | アディポネクチン / T-cadherin / トランスサイトーシス / 血管内皮細胞 / エクソソーム / 糖尿病 / 動脈硬化症 |
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| Outline of Research at the Start |
脂肪細胞特異的蛋白・アディポネクチン（APN）は、GPIアンカー型膜蛋白・T-cadherin（Tcad）との結合を介して組織集積し、エクソソーム（Exo）産生を促進することで臓器の恒常性維持や組織再生に貢献することをこれまでに明らかとしてきた。
本研究課題では、特に血管内皮細胞や血管周皮細胞（pricyte）といった血管構成細胞のTcadに主眼を置き、APNの生体内動態および、血管障害をはじめとする全身臓器のAPN作用に及ぼす影響を明らかとすることで、新たな医学的知見の創出と治療応用開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アディポネクチン（APN）の生体内動態に対する各T-cadherin（Tcad）発現細胞の影響を明らかにするため、各種CreマウスとT-cad floxマウスを交配し、特異的なTcad欠損マウスを樹立した。Tamoxifen誘導的な全身性（Ubiquitin-CreERT2）Tcad欠損マウスでは、Cre誘導後に血中APN濃度は約5倍に上昇し、血管内皮細胞特異的（VE-cadherin-CreERT2）Tcad欠損（E-TKO）マウスにおいても約3倍の有意な上昇が認められた。一方で、骨格筋（MCK-Cre）や心筋細胞（αMHC-Cre）特異的Tcad欠損マウスでは血中APNに有意な変化は見られなかった。また、E-TKOマウスでは血中の多量体APNが上昇する一方、血管内皮だけでなく骨格筋における多量体APNの集積が有意に減少した。さらに、APN含有血漿をAPN欠損E-TKOマウスに静注した結果、骨格筋や心筋細胞における多量体APNの集積が顕著に低下することが確認された。
次に、transwell上で極性培養したMDCK細胞において、Tcad発現により多量体APNが細胞内に取り込まれ、apical側からbasolateral側への輸送が促進された。また、ヒト血管内皮細胞を用いた検討では、TcadのノックダウンによりAPNの細胞を超えた輸送が有意に抑制された。これらの結果から、血管内皮細胞のTcadが血中APNの血管外組織への輸送を担い、その全身的な作用においても重要な役割を果たす可能性が示唆された。
さらに、血管内皮細胞におけるTcad発現を制御する因子として、低酸素環境により誘導されるHIF-1を見出し、HIF-PH阻害薬がTcadの転写を促進する一方で、RNA-seqによる網羅的な遺伝子解析の結果、ADAM12経路によるTcad蛋白の安定性にも寄与す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
特に大きな問題もなく、各種遺伝子改変マウスも樹立されており、細胞実験も当初の計画通り順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、Tcadを介した多量体APNの詳細な輸送経路を明らかにするために、アーリーエンドソーム、リサイクリングエンドソーム、レイトエンドソーム、ライソゾームといった、各細胞内オルガネラのマーカーとAPNとの共染色を行う。さらに、Rab5（アーリーエンドソーム）、Rab11（リサイクリングエンドソーム）、Rab7（ライソゾーム経路）がノックアウトされたMDCK細胞を用いて、これらの経路が遮断された際のAPNの細胞内輸送への影響を評価する。また我々は、APNがTcadと結合後、細胞内多胞体（MVB）を経由してエクソソームとして再分泌される経路が報告している。そこで、APNがエクソソームとしてトランスサイトーシスされている可能性を考え、エクソソームの細胞外放出に関与するRab27のノックアウト細胞を用いて、同様にAPNの細胞内輸送への影響を評価する。
さらに、in vivo実験では、血管内皮細胞のT-cadがAPNの全身作用に及ぼす影響を各種病態モデルで検証する。既にE-TKOマウスとApoE欠損マウスとの交配を完了しており、血管内皮・T-cadの欠損による動脈硬化症進展の変化などについて詳細に検討する予定である。
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