遺伝子操作マウスを用いた生活習慣病と睡眠障害の発症進展機序の解明と創薬への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13557016
• Research Institution: Osaka Bioscience Institute
• Principal Investigator: 江口 直美 財団法人大阪バイオサイエンス研究所, 第2研究部, 研究副部長 (10250086)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 裏出 良博 財団法人大阪バイオサイエンス研究所, 第2研究部, 研究部長 (10201360) ; 坂田 三恵 財団法人大阪バイオサイエンス研究所, 第2研究部, 研究員 (10353525) ; 曲 衛敏 財団法人大阪バイオサイエンス研究所, 第2研究部, 日本学術振興会外国人特別研究員 ; 井上 晃男 獨協医科大学, 越谷病院, 循環器内科・講師 (20168454) ; 江口 豊 滋賀医科大学, 医学部, 講師 (00263054)
• Keywords: プロスタグランジンD合成酵素 / 遺伝子操作マウス / ヒト疾患モデル動物 / 睡眠障害 / 動脈硬化 / 糖尿病 / アレルギー / 肥満

Research Abstract

生理活性脂質であるプロスタグランジン(PG)D_2とその代謝物の産生異常や機能異常による動脈硬化・糖尿病・肥満・アレルギーなどの生活習慣病の発症進展とそれらに伴う睡眠障害発生の分子機構の解明を目的としている。その手段として、中枢神経系・循環器に発現するリポカリン型PGD合成酵素(L-PGDS)と肥満細胞・抗原提示細胞に発現する造血器型PGDS(H-PGDS)の各遺伝子を欠損(KO)または過剰発現させたマウス、受容体KOマウス、ヒト、サルを用いて行っている。本年度の主な研究成果を以下に示す。
1.動脈硬化とL-PGDS : L-PGDSはヒト虚血性心疾患患者における冠動脈疾患の動脈硬化病巣の進行度に伴って産生・分泌されるが、この濃度変化は下肢動脈硬化の併発に影響されずに冠動脈に特異的であること、さらに、既存の冠動脈疾患マーカー蛋白群に比べて最も高い感度と特異性を不す冠動脈疾患マーカーであることを見い出した。
2.腎機能障害とL-PGDS:ヒト糖尿病性腎症患者における尿中L-PGDS濃度は、腎機能の低下に伴い血中クレアチニンよりも早く有意に増加するが、この濃度変化がその他の腎機能低下および障害をもたらす高血圧や腎炎においても同様の現象が得られることを見い出した。この成果は尿中L-PGDS濃度が原発・併発に関わらず腎機能障害の早期発見マーカーになることを示しており、今後L-PGDSの細胞動態を調べることにより腎機能の低下および障害の発生・進展の機序の解明に繋がる。
3.内因性睡眠誘発物質PGD_2による睡眠誘発機構と睡眠障害:PGD_2は前脳基底部クモ膜細胞に限局するDP受容体を介してノンレム睡眠(脳神経に休息をもたらすデルタ波の出現)を起こす。このDP受容体のKOマウスは、断眠負荷後脳内PGD_2量は増加するが、寝不足を補充するための過剰ノンレム睡眠が認められず、DP受容体がノンレム睡眠ホメオスタシスに関与するととを見い出した。本DP受容体KOマウスは熟睡障害モデル動物になる。

Research Products

• [Publications] Mohri, I., Eguchi, N., et al.: "Hematopoietic prostaglandin D synthase is expressed in microglia in the developing postnatal mouse brain"GLIA. (in press). (2002)
• [Publications] Urade, Y.Eguchi, N.: "Lipocalin-type and hematopoietic prostaglandin D synthases as a novel example of functional convergence"Prostaglandins & Other Lipid Mediators. 68-69. 375-382 (2002)
• [Publications] Negoro, H., et al.: "Endogenous prostaglandin D2 synthesis reduces an increase in plasminogen activator inhibitor-1 following interleukin stimulation in bovine endothelial cells"J. Hypertens.. 20. 1347-1354 (2002)
• [Publications] Oda, H., et al.: "Development and evaluation of a practical enzyme-linked immunosorbent assay for human urinary lipocalin-type prostaglandin D synthase"Clinical Chemistry. 48. 1445-1453 (2002)
• [Publications] Lazarus, M., et al.: "Immunohistochemical localization of microsomal prostaglandin E synthase-1 and cyclooxygenases in male mouse reproductive organs"Endocrinology. 143. 2410-2419 (2002)
• [Publications] Taniike, M., Mohri, I., Eguchi, N., et al.: "Perineuronal oligodendrocytes protect against neuronal apoptosis through the production of lipocaijin-type prostaglandin D synthase in a genetic demyelinating model"J. Neurosci.. 22. 4885-4896 (2002)
• [Publications] Hamano, K. et al.: "Blood sugar control reverses the increase in urinary excretion of prostaglandin D synthase in diabetic patients"Nephron. 92. 77-85 (2002)
• [Publications] Eguchi, N. et al.: "Sleep in transgenic and gene-knockout mice for lipocalin-type prostaglandin D synthase"Oxygen and Life-Oxygenases, Oxidase and Lipid Mediators ICS 1233 (Eds. by Ishimura Y., Nozaki, M., Yamamoto, S., Shimizu, T., Narumiya, S., Mitani, F.) Elsevier Science, Amsterdam. ICS1233. 429-433 (2002)
• [Publications] Lazarus, M., Kubata, B.K., Eguchi, N., et al.: "Biochemical characterization of mouse microsomal prostaglandin E synthase-1 and its colocalization with cyclooxygenase-2 in peritoneal macrophages"Arch. Biochem. Biophys.. 397. 336-341 (2002)