2016 Fiscal Year Annual Research Report
Project Area | Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life |
Project/Area Number |
26111003
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
南学 正臣 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (90311620)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
合田 亘人 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00245549)
武田 憲彦 東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (40422307)
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Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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Keywords | 低酸素 / エネルギー / 炎症 / 線維化 |
Outline of Annual Research Achievements |
生活習慣病では長期に渡る実質細胞の障害に引き続き、炎症・線維化などが起こり、組織の不適切なリモデリングが繰り返され、臓器障害が進展していく。本研究では、炎症・線維化などに特有な酸素リモデリングが原因となって実質細胞での酸素の需要と供給のバランスが崩れ臓器機能を低下させる機序の全容を解明することを目的として、研究を進めている。 低酸素により起こる長期的な線維化に、他の転写調節因子との相互作用およびヒストン修飾の変化が関与していることを解析し、その一部の結果を本領域の成果として論文発表した。 炎症局所は低酸素環境に陥っており、そこに集積するマクロファージ遊走において、HIF-1α-PDK1を介する解糖系代謝シフト(Active glycolysis)が重要であることを明らかにした。Active Glycolysisは、非がん細胞における新たな細胞内代謝リプログラミング機構であることが判った。これらの知見は、本領域の成果として論文発表した。 また、糖尿病の肝臓では代謝活性化による酸素消費が亢進し低酸素環境に陥る。肝臓のHIF-1が糖尿病病態に対して抑制的に作用すること、またその分子機構の1つとして肝臓から分泌されるヘパトカインのニューレグリン1がオートクラインあるいはパラクラインを介して、肝糖新生系酵素の遺伝子発現の主要な転写因子FOXO1のリン酸化による不活化を誘導することで肝臓の糖産生を抑制することを明らかにし、論文発表した。 飛田班と共同で、新規酸素分圧感知プローブの開発と改良を行っている。三浦班と共同でハダカデバネズミおよびマウス初代細胞の解析を行っている。ハダカデバネズミより単離した線維芽細胞は、マウス線維芽細胞と比較して、ミトコンドリア活性が低下していること、TCA回路における中心代謝産物が減少していることを確認した。
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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
低酸素により起こる他の転写調節因子との相互作用の解析を論文化し、更に長期的なヒストン修飾の変化に関する研究も順調に進んでおり、論文化に向けて解析を進めている。 生活習慣病の病態に関わるマクロファージ遊走における低酸素シグナルの新たな役割につき、その機構を解明し論文化することができた。現在、引き続きActive Glycolysisが心臓リモデリングにおいて果たしている役割につき解析を継続している。糖尿病の病態にかかわる肝臓の低酸素ストレス応答の役割についても、その分子機構の一端を明らかにし報告でき、これらの解析を通じて、いくつかの生体内の代謝制御にかかわる新しいヘパトカインの同定にも成功した。一方、生活習慣病の共通病態である臓器の異常な脂肪蓄積における低酸素ストレス応答の役割を解析するためのショウジョウバエを用いた新しい実験系の立ち上げに成功し、低酸素ストレス応答システムが臓器への脂肪沈着を抑制する作用を示すことを見いだした。ハダカデバネズミの解析においても、Mass spectrometryを用いた代謝物解析に併せて生化学的アプローチに着手している。いずれのプロジェクトについても、概ね順調に進行していると考えられる。
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Strategy for Future Research Activity |
マクロファージActive Glycolysisが心臓リモデリングにおいて果たしている役割について引き続き解析を進める。特にマクロファージHIF-1αシグナルが心肥大、心線維化を制御する機構につき、その分子機序を明らかにする。 飛田班と共同で、新規酸素分圧感知プローブの改良を進める。 ハダカデバネズミ、マウス線維芽細胞におけるミトコンドリア各complex活性、およびTCA回路活性を規定するCitrate synthase活性につき解析を行う。既に行っているメタボローム解析と併せて、ハダカデバネズミ特異的代謝プロセスを解明する。 新規ヘパトカインのニューレグリン1の病態機能解析を進めるとともに、HIF-1によるニュ-レグリン1遺伝子発現の制御機構の解明を目指す。また、他のヘパトカインの糖尿病に対する機能解析にも取り組む。一方、低酸素ストレス応答による脂肪蓄積抑制作用の分子機構について、遺伝子スクリーニングを進め、この応答にかかわる遺伝子の同定とその生物作用について解析を行う。さらに、炎症応答とHIF-1との関わりについて、特に自然免疫様T細胞に注目して解析に取り組む。
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Research Products
(64 results)
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[Journal Article] Effects of Daprodustat, a Novel Hypoxia-Inducible Factor Prolyl Hydroxylase Inhibitor on Anemia Management in Japanese Hemodialysis Subjects.2017
Author(s)
Akizawa T, Tsubakihara Y, Nangaku M, Endo Y, Nakajima H, Kohno T, Imai Y, Kawase N, Hara K, Lepore J, Cobitz A.
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Journal Title
Am J Nephrol
Volume: 45
Pages: 127-135
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mizoribine therapy combined with steroids and mizoribine blood concentration monitoring for idiopathic membranous nephropathy with steroid-resistant nephrotic syndrome.2017
Author(s)
Saito T, Iwano M, Matsumoto K, Mitarai T, Yokoyama H, Yorioka N, Nishi S, Yoshimura A, Sato H, Ogahara S, Sasatomi Y, Kataoka Y, Ueda S, Koyama A, Maruyama S, Nangaku M, Imai E, Matsuo S, Tomino Y; Refractory Nephrotic Syndrome Study Group.
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Journal Title
Clin Exp Nephrol
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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[Journal Article] Development of quality indicators for care of chronic kidney disease in the primary care setting using electronic health data: a RAND-modified Delphi method.2017
Author(s)
Fukuma S, Shimizu S, Niihata K, Sada KE, Yanagita M, Hatta T, Nangaku M, Katafuchi R, Fujita Y, Koizumi J, Koizumi S, Kimura K, Fukuhara S, Shibagaki Y.
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Journal Title
Clin Exp Nephrol
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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[Journal Article] Distinct Metabolic Phenotypes within Non-small Cell 1 Lung Cancer Define Selective Vulnerability to Glycolytic Inhibition of Lung Squamous Cell Carcinoma.2017
Author(s)
Goodwin J, Neugent ML, Lee SY, Choe JH, Choi H, Jenkins DMR, Ruthenborg RJ, Robinson MW, Jeong JY, Wake M, Abe H, Takeda N, Endo H, Inoue M, Xuan Z, Yoo H, Chen M, Ahn JM, Minna JD, Helke KL, Singh PK, Shackelford DB, Kim JW.
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Cardiac Sarcoidosis Diagnosed by Incidental Lymph Node Biopsy.2017
Author(s)
Matsuda J, Fujiu K, Roh S, Tajima M, Maki H, Kojima T, Ushiku T, Nawata K, Takeda N, Watanabe M, Akazawa H, Komuro I.
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Journal Title
Int Heart J
Volume: 58
Pages: 140-143
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Actin-binding protein coronin 1A controls osteoclastic bone resorption by regulating lysosomal secretion of cathepsin K.2017
Author(s)
Ohmae S, Noma N, Toyomoto M, Shinohara M, Takeiri M, Fuji, Takemoto K, Iwaisako K, Fujita T, Takeda N, Kawatani M, Aoyama M, Hagiwara M, Ishihama Y, Asagiri M.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 7
Pages: 41710
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Umbilical Cord Blood Transplantation-associated Nephrotic Syndrome Successfully Treated by Low-density Lipoprotein Apheresis.2016
Author(s)
Sugawara Y, Honda K, Katagiri D, Nakamura M, Kawakami T, Nasu R, Hayashi A, Shintani Y, Tojo A, Noiri E, Kurokawa M, Fukayama M, Nangaku M.
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Journal Title
Intern Med
Volume: 55
Pages: 2831-2836
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Lactoferrin Suppresses Neutrophil Extracellular Traps Release in Inflammation.2016
Author(s)
Okubo K, Kamiya M, Urano Y, Nishi H, Herter JM, Mayadas T, Hirohama D, Suzuki K, Kawakami H, Tanaka M, Kurosawa M, Kagaya S, Hishikawa K, Nangaku M, Fujita T, Hayashi M, Hirahashi J.
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Journal Title
EBioMedicine
Volume: 10
Pages: 204-215
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Association of Urinary Neutrophil Gelatinase-Associated Lipocalin With Long-Term Renal Outcomes in ICU Survivors: A Retrospective Observational Cohort Study.2016
Author(s)
Isshiki R, Asada T, Sato D, Sumida M, Hamasaki Y, Inokuchi R, Matsubara T, Ishii T, Yahagi N, Nangaku M, Noiri E, Doi K.
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Journal Title
Shock
Volume: 46
Pages: 44-51
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Rationale and study design of a randomized controlled trial to assess the effects of maintaining hemoglobin levels using darbepoetin alfa on prevention of development of end-stage kidney disease in non-diabetic CKD patients (PREDICT Trial).2016
Author(s)
Imai E, Maruyama S, Nangaku M, Hirakata H, Hayashi T, Narita I, Kono H, Nakatani E, Morita S, Tsubakihara Y, Akizawa T.
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Journal Title
Clin Exp Nephrol
Volume: 20
Pages: 71-76
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] HIF-1α-PDK1 axis-induced active glycolysis plays an essential role in macrophage migratory capacity.2016
Author(s)
Semba H, Takeda N, Isagawa T, Sugiura Y, Honda K, Wake M, Miyazawa H, Yamaguchi Y, Miura M, Jenkins D, Choi H, Kim JW, Asagiri M, Cowburn AS, Abe H, Soma K, Koyama K, Katoh M, Sayama K, Goda N, Johnson RS, Manabe I, Nagai R, Komuro I.
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 7
Pages: 11635
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Karigane D, Kobayashi H, Morikawa T, Ootomo Y, Sakai M, Nagamatsu G, Kubota Y, Goda N, Matsumoto M, Nishimura EK, Soga T, Otsu K, Suematsu M, Okamoto S, Suda T, Takubo K.2016
Author(s)
Karigane D, Kobayashi H, Morikawa T, Ootomo Y, Sakai M, Nagamatsu G, Kubota Y, Goda N, Matsumoto M, Nishimura EK, Soga T, Otsu K, Suematsu M, Okamoto S, Suda T, Takubo K.
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: 19
Pages: 192-204
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] The H3K9 methyltransferase Setdb1 regulates TLR4-mediated inflammatory responses in macrophages.2016
Author(s)
Hachiya R, Shiihashi T, Shirakawa I, Iwasaki Y, Matsumura Y, Oishi Y, Nakayama Y, Miyamoto Y, Manabe I, Ochi K, Tanaka M, Goda N, Sakai J, Suganami T, Ogawa Y.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 6
Pages: 28845
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] HIF-1α in myeloid cells promotes adipose tissue remodeling toward insulin resistance.2016
Author(s)
Takikawa A, Mahmood A , Nawaz A, Kado T, Okabe K, Yamamoto S, Arif A, Senda S, Tsuneyama K, Ikutani M, Watanabe Y, Igarashi Y, Nagai Y, Takatsu K, Koizumi K, Imura J, Goda N, Sasahara M, Matsumoto M, Saeki K, Nakagawa T, Fujisaka S, Usui I, Tobe K.
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Journal Title
Diabetes
Volume: 65
Pages: 3649-3659
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Index markers of chronic fatigue syndrome with dysfunction of TCA and urea cycles.2016
Author(s)
Yamano E, Sugimoto M, Hirayama A, Kume S, Yamato M, Jin G, Tajima S, Goda N, Iwai K, Fukuda S, Yamaguti K, Kuratsune H, Soga T, Watanabe Y, Kataoka Y.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 6
Pages: 34990
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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