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2014 Fiscal Year Annual Research Report

計画的ネクローシスが担う生体応答機構の解明

Planned Research

Project AreaHomeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
Project/Area Number 26110003
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

中野 裕康  東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大村谷 昌樹  熊本大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (60398229)
Project Period (FY) 2014-06-27 – 2019-03-31
KeywordscFLIP / 計画的ネクローシス / アポトーシス / 腸炎 / RIPK3 / ノックインマウス / SPINK / 膵炎
Outline of Annual Research Achievements

(目標1)X染色体に選択的にcFLIPs遺伝子を導入したノックイン(KI)マウスを樹立し以下の事を明らかにした。
1)♂cFLIPs KIマウスは胎生18.5日には腸管上皮細胞の著明なアポトーシスが亢進し、胎生致死となった。2)組織学的な解析ではcFLIPs KIマウスの腸管上皮細胞の多くは活性化型カスパーゼ3抗体陽性であった。電子顕微鏡の観察では、典型的なアポトーシス像を呈している腸上皮細胞は少なかったものの、死んだ細胞を貪食した上皮細胞が多数認められた。このことは胎生期の腸管上皮細胞はアポトーシスに陥った細胞を速やかに貪食してしまうことを示している。また一部の上皮細胞は細胞質に大きな空胞が認められ、ネクローシスに陥っていると考えられた。3)cFLIPs KIマウスとRIPK3欠損マウスを交配することにより、部分的に♂の胎生致死の表現型がレスキューされ、腸管上皮細胞のアポトーシスが抑制される。4)腸管を用いてcFLIPsのin situ hybridizationを行ったところ♀KIマウスではモザイク状に、♂KIマウスでは全体的にcFLIPsのmRNAレベルでの発現が認められた。5)野生型マウスとcFLIPs KIマウスの腸管での遺伝子発現をゲノムワイドに解析した結果、組織修復に関与するRegIIIb, RegIIIgの2種類の遺伝子の発現がcFLIPs KIマウスで亢進していることを見出した。
(目標2) 変異SPINK1ノックインマウスの解析から以下の事を明らかにした。
SPINK1ノックインマウスは正常に出生し、生後4週でヒト慢性膵炎と類似の病態が完成することが判明した。慢性膵炎を発症する過程で、① オートファジー不全、② p62の蓄積、③ 膵内トリプシン活性の亢進、④細胞死(アポトーシス、ネクローシス)を確認した。プログラムされたネクローシスの実行因子RIP3の欠損マウスとの二重変異マウスを解析した結果、その重症度が抑制され、このネクローシスが膵炎発症に重要であることが判明した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

(目標1)
1) cFLIPs KIマウスで見られる腸管における細胞死がRIPK3依存性かどうかを検討し、RIPK3を欠損させたことでアポトーシスが減少するという事を見出した。この事は予想外な結果であり、今後RIPK3の機能や、RIPK3を阻害する治療剤を開発あるいはモデル動物に投与する上で非常に重要な知見と考えられる。2) マイクロアレイ解析を行いcFLIPs KIマウス腸管で発現が上昇し、組織修復に関与する遺伝子としてRegIIIbとRegIIIgを同定できたことから、当初の目的は達成できていると考えられる。
(目標2)
3) 予定していた膵特異的Atg 5欠損マウス、カテプシンB欠損マウス、RIPK3欠損マウスと変異SPINKノックインマウスとの二重変異マウスの樹立および解析が終了し、論文を投稿を予定である。4) ネクローシス制御化合物の探索(単離腺房細胞を用いたex vivo解析)は、現在膵腺房細胞の培養系を構築した。

Strategy for Future Research Activity

(目標1)
1) 腸管におけるcFLIPsのin situ hybridization (ISH)を行うことができたが、他の組織においてcFLIPsがどのような発現パターンを示しているかを検討する予定である。2) 細胞死が亢進している腸管上皮細胞を用いてオーガノイドカルチャーを行うのは、現実的ではないことが判明した。そこで、細胞死に伴うRegIIIbやRegIIIgの発現のメカニズムを明らかにするために、胎児腸管を用いて短期間の培養を行い、様々な阻害剤を投与することでこれらの遺伝子の発現が低下するかを明らかにする予定である。3) RegIIIbとRegIIIgの胎生期における役割を明らかにするためにCrisper/Cas9法を用いて両者の二重欠損マウスを樹立する。4)cFLIPsを発現させることで何故RIPK3依存性にアポトーシスが誘導されるかのメカニズムをcFLIPsの会合分子の同定や、cFLIPs KIマウスの腸管においてRipoptosome形成が促進されているかなどの解析を通じて明らかにする。
(目標2)
5) SPINK不全に伴って生じる死細胞が発するシグナルの特定を、マイクロアレイの結果からいくつかの候補を絞り解析を行う。6) これまでのin vivo研究に加え、in vitroの培養系を構築し、膵腺房細胞の細胞死制御化合物の探索を行う。

  • Research Products

    (32 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 15 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 慢性炎症と悪性腫瘍2015

    • Author(s)
      土屋勇一、中野裕康
    • Journal Title

      臨床免疫・アレルギー科

      Volume: 63 Pages: 1-6

  • [Journal Article] ネクロプトーシスによる生体応答制御機構2015

    • Author(s)
      進藤綾大、中野裕康
    • Journal Title

      臨床免疫・アレルギー科

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

  • [Journal Article] Staging laparoscopy leads to rapid induction of chemotherapy for unresectable pancreatobiliary cancers2015

    • Author(s)
      Hashimoto D, Chikamoto A, Sakata K, Nakagawa S, Hayashi H, Ohmuraya M, Hirota M, Yoshida N, Beppu T, Baba H
    • Journal Title

      Asian J Endosc Surg

      Volume: 8 Pages: 59-62

    • DOI

      10.1111/ases.12138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SPINK1 Status in Colorectal Cancer, Impact on Proliferation, and Role in Colitis-associated Cancer2015

    • Author(s)
      Ida S, Ozaki N, Araki K, Hirashima K, Zaitsu Y, Taki K, Sakamoto Y, Miyamoto Y, Oki E, Morita M, Watanabe M, Maehara Y, Yamamura KI, Baba H, Ohmuraya M
    • Journal Title

      Mol Cancer Res

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1158/1541-7786.MCR-14-0581

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Production of knockout mice by DNA microinjection of various CRISPR/Cas9 vectors into freeze-thawed fertilized oocytes2015

    • Author(s)
      Nakagawa Y, Sakuma T, Sakamoto T, Ohmuraya M, Nakagata N, Yamamoto T.
    • Journal Title

      BMC Biotechnol

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The adaptor TRAF5 limits the differentiation of inflammatory CD4(+) T cells by antagonizing signaling via the receptor for IL-6.2014

    • Author(s)
      Nagashima, H., Y. Okuyama, A. Asao, T. Kawabe, S. Yamaki, H. Nakano, M. Croft, N. Ishii, and T. So.
    • Journal Title

      Nat Immunol

      Volume: 15 Pages: 449-456

    • DOI

      10.1038/ni.2863

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Disuption of Tumor Necrosis Factor Receptor Associated Factor 5 Exacerbates Pressure Overload Cardiac Hypertrophy and Fibrosis2014

    • Author(s)
      Bian, Z., J. Dai, H. Nakano, H. Guan, Y. Yuan, L. Gan, H. Zhou, J. Zong, Y. Zhang, F. Li, L. Yan, D. Shen, H. Li, and Q. Tang.
    • Journal Title

      J Cell Biochem

      Volume: 115 Pages: 349-358

    • DOI

      10.1002/jcb.24669

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Antibody against chromatin assembly factor-1 is a novel autoantibody specifically recognized in systemic lupus erythematosus.2014

    • Author(s)
      Doe, K., K. Nozawa, K. Hiruma, Y. Yamada, Y. Matsuki, S. Nakano, M. Ogasawara, H. Nakano, T. Ikeda, T. Ikegami, M. Fujishiro, M. Kawasaki, K. Ikeda, H. Amano, S. Morimoto, H. Ogawa, K. Takamori, I. Sekigawa, and Y. Takasaki.
    • Journal Title

      Lupus

      Volume: 23 Pages: 1031-1041

    • DOI

      10.1002/jcb.24669

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] cFLIPの生体の恒常性維持における役割2014

    • Author(s)
      中野裕康
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 86 Pages: 400-403

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] mpact of Postoperative Weight Loss on Survival After Resection for Pancreatic Cancer2014

    • Author(s)
      Hashimoto D, Chikamoto A, Ohmuraya M, Abe S, Nakagawa S, Beppu T, Takamori H, Hirota M, Baba H.
    • Journal Title

      JPEN J Parenter Enteral Nutr

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1177/0148607114520992

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pancreaticodigestive anastomosis and the postoperative management strategies to prevent postoperative pancreatic fistula formation after pancreaticoduodenectomy.2014

    • Author(s)
      Hashimoto D, Chikamoto A, Ohmuraya M, Hirota M, Baba H.
    • Journal Title

      Surg Today

      Volume: 44 Pages: 1207-1213

    • DOI

      10.1007/s00595-013-0662-x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pancreatic cancer in the remnant pancreas following primary pancreatic resection.2014

    • Author(s)
      Hashimoto D, Chikamoto A, Ohmuraya M, Sakata K, Miyake K, Kuroki H, Watanabe M, Beppu T, Hirota M, Baba H.
    • Journal Title

      Surg Today

      Volume: 44 Pages: 1313-1320

    • DOI

      10.1007/s00595-013-0708-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Application of oocyte cryopreservation technology in TALEN-mediated mouse genome editing2014

    • Author(s)
      Nakagawa Y, Sakuma T, Nakagata N, Yamasaki S, Takeda N, Ohmuraya M, Yamamoto T.
    • Journal Title

      Exp Anim

      Volume: 63 Pages: 349-355

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Screening methods to identify TALEN-mediated knockout mice.2014

    • Author(s)
      Nakagawa Y, Yamamoto T, Suzuki K, Araki K, Takeda N, Ohmuraya M, Sakuma T.
    • Journal Title

      Exp Anim

      Volume: 63 Pages: 79-84

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autophagy regulation in pancreatic acinar cells is independent of epidermal growth factor receptor signaling2014

    • Author(s)
      Ozaki N, Fukuchi Y, Tomiyoshi SR, Uehara H, Ida S, Wang J, Araki K, Sibilia M, Baba H, Yamamura K, Ohmuraya M
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 446 Pages: 24607897

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.02.111

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Generation and analysis of serine protease inhibitor kazal type 3-cre driver mice.2014

    • Author(s)
      Sakata K, Ohmuraya M, Araki K, Suzuki C, Ida S, Hashimoto D, Wang J, Uchiyama Y, Baba H, Yamamura K.
    • Journal Title

      Exp Anim

      Volume: 63 Pages: 45-53

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clinical features and management of pancreatic solid pseudopapillary tumor.2014

    • Author(s)
      Tsukamoto M, Hashimoto D, Chikamoto A, Abe S, Ohmuraya M, Baba H
    • Journal Title

      Am Surg

      Volume: 80 Pages: 1212-1215

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Autophagy and Pancreatitis2014

    • Author(s)
      Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Ken-ichi Yamamura
    • Organizer
      The16th Northeastern Asian Symposiumon Autophagy
    • Place of Presentation
      釜山, 韓国
    • Year and Date
      2014-12-18
  • [Presentation] Impaired Autophagy induced by Serine Protease Inhibitor Kazal (SPINK) Insufficiency Causes Chronic Pancreatitis in Mice2014

    • Author(s)
      Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Katsunobu Taki, Miyuki Matsumoto, Kimi Araki, and Ken-ichi Yamamura
    • Organizer
      第37回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜、神奈川県、横浜市
    • Year and Date
      2014-11-25
  • [Presentation] 計画的ネクローシスの担う生体応答機構の解明2014

    • Author(s)
      中野 裕康
    • Organizer
      新学術領域「ダイイングコード」キックオフシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学、東京都、文京区
    • Year and Date
      2014-11-13
    • Invited
  • [Presentation] SPINK insufficiency causes impaired autophagy resulting in chronic pancreatitis2014

    • Author(s)
      Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Olga Mareninova, Kenji Notohara, Ilya Gukovsky, Anna Gukovskaya
    • Organizer
      APA/JPS, 45th Anniversary Meeting
    • Place of Presentation
      ハワイ, 米国
    • Year and Date
      2014-11-05
  • [Presentation] cFLIPによる細胞死と炎症の制御2014

    • Author(s)
      中野 裕康
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • Year and Date
      2014-10-16
    • Invited
  • [Presentation] X染色体の不活性化を利用したcFLIPsトランスジェニックマウスの樹立2014

    • Author(s)
      進藤綾大、駒澤幸子、小池正人、内山安男、大村谷昌樹、中野裕康
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • Year and Date
      2014-10-16
  • [Presentation] IL-11を介した腸管の恒常性維持機構の解明2014

    • Author(s)
      仁科隆史、大塚正人、中村衣里、多田昇弘、中野裕康
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • Year and Date
      2014-10-16
  • [Presentation] cFLIPによる生と死の運命決定機構2014

    • Author(s)
      中野 裕康
    • Organizer
      第67回日本酸化ストレス学会
    • Place of Presentation
      同志社大学、京都府、京都市
    • Year and Date
      2014-09-05
    • Invited
  • [Presentation] 皮膚の恒常性維持におけるcFLIPの役割2014

    • Author(s)
      中野 裕康
    • Organizer
      第23回日本Cell Death学会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学、東京都、文京区
    • Year and Date
      2014-07-18
    • Invited
  • [Presentation] オートファジー不全と慢性膵炎発症メカニズムの解明2014

    • Author(s)
      大村谷昌樹
    • Organizer
      第23回日本Cell Death学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学、東京都、文京区
    • Year and Date
      2014-07-18
  • [Presentation] CHOP欠損による慢性膵炎からの膵線維化進展2014

    • Author(s)
      髙城克暢、大村谷昌樹、橋本大輔、坂田和也、阿部真也、新田英利、林 洋光、近本 亮、別府 透、馬場秀夫
    • Organizer
      第69回日本消化器外科学会総会
    • Place of Presentation
      郡山市民文化センター、福島県、郡山市
    • Year and Date
      2014-07-16
  • [Presentation] 慢性膵炎におけるオートファジーの解析2014

    • Author(s)
      坂田和也、大村谷昌樹、髙城克暢、橋本大輔、阿部真也、新田英利、林洋光、近本亮、別府透、馬場秀夫
    • Organizer
      第45回日本膵臓学会.
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場、福岡県、北九州市
    • Year and Date
      2014-07-11
  • [Presentation] 急性膵炎におけるオートファジー選択的基質p62の役割.2014

    • Author(s)
      大村谷昌樹、能登原憲司、廣田昌彦
    • Organizer
      第45回日本膵臓学会
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場、福岡県、北九州市
    • Year and Date
      2014-07-11
  • [Book] Current Topics in Microbiology and Immunology "Apoptosis"2015

    • Author(s)
      Nakano H, Piao X, Shindo R, Komazawa-Sakon S.
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      Springer International Publishing AG
  • [Remarks] 東邦大学医学部生化学講座ホームページ

    • URL

      http://tohobiochemi.jp

URL: 

Published: 2016-06-01  

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