2015 Fiscal Year Research-status Report
PDLIM2欠損マウスを用いた非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の病因病態の解明
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15K08536
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田中 貴志 国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, チームリーダー (00415225)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 非アルコール性脂肪肝炎 / PDLIM2 / ユビキチンリガーゼ / 腸内細菌 / 脂質代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非アルコール性脂肪肝炎(NASH: Non-Alcoholic Steatohepatitis)は、脂質代謝異常に伴って発症する脂肪肝に炎症や線維化を伴った病態であり、近年、高率に肝硬変や肝癌に進行することが明らかになり医療現場で問題となっている。ところが、NASHは病気の原因も不明で、しかも確実な治療法もないのが現状である。
PDLIM2欠損マウスは１６週齢以上になると、ヒトのNASH様の病変を高率に発症する。しかしながら、その発症率は腸内細菌叢などの環境要因に大きく依存することも明らかになった。実際には、PDLIM2欠損マウスは、ハーバード大学の動物施設で飼育した場合には全例NASHを発症したが、理化学研究所の動物施設で飼育した場合には全くNASHを発症しない。ハーバード大学の動物施設は主にタコニック社からマウスを購入していた。そこで、まずは米国のタコニック社からマウスを輸入し、このマウスの糞便を無菌化したPDLIM2欠損マウスに投与することで腸内細菌群を移植・定着させた。そして、これらのマウスがNASH様の病変を発症するかを経時的に観察した。
タコニック社のマウスの腸内細菌叢を有するPDLIM2欠損マウスの雄は、オリエンタル酵母社のCMFという高カロリー食で飼育すると２０－２４週齢頃からNASH様の病変を発症することが明らかになった。また、さらに長期間CMFで飼育すると、野生型の中にもNASH様の病変を発症する個体が認められた。これらの所見は、タコニック社のマウスの腸内細菌叢がNASH様の病変を誘導する大きな要因であることが示唆された。
一方、タコニック社のマウスの腸内細菌叢を有するPDLIM2欠損マウスの雄は、CMFで飼育してもNASH様の病変を発症しなかったが、日本クレア社のQuick Fat Dietという高脂肪食で飼育するとNASH様の病変を高率に発症した。
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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
タコニック社のマウスの腸内細菌叢を移植することにより、非アルコール性脂肪肝炎を高率に発症するPDLIM2欠損マウスの飼育および腸内細菌の条件を確立できた。これまでは、PDLIM2欠損マウスに非アルコール性脂肪肝炎を高率に発症させる要因が何かは全く不明であったので、腸内細菌がこれに関与することが明らかになった意義は非常に大きいと考えられる。ただ、この条件検討に時間がかかってしまい、非アルコール性脂肪肝炎の発症に重要な腸内細菌の同定までには至らなかった。よって、これに関しては平成２８年度に行う予定にしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８年度は、まず、NASHを発症したPDLIM2欠損マウスおよび野生型マウスの糞便において、腸内細菌の16S rRNA遺伝子配列をプローブとして用いたDNAマイクロアレイ解析を行い、PDLIM2欠損マウスで特異的に増加している腸内細菌を同定する。
次に、PDLIM2欠損マウスがNASHを発症する分子メカニズムを解析する。PDLIM2欠損マウスにおいては、NF-κBやSTAT3シグナルが亢進していることから、PDLIM2欠損マウスのクッパー細胞における炎症反応が亢進している可能性が示唆される。そこで、野生型マウスおよびPDLIM2欠損マウスの肝臓よりクッパー細胞を採取・培養し、これをレプチンや細胞内毒素であるLPSで刺激する。そして、それぞれCD14、および、炎症性サイトカインの発現がPDLIM2欠損マウスの細胞で亢進しているかどうかを調べる。Positiveな結果が得られたら、野生型およびPDLIM2欠損マウス由来のクッパー細胞のRNAを用いてマイクロアレイ解析を行い、他にどのような遺伝子の発現が亢進しているのかを調べることにより、クッパー細胞の過剰な活性化が肝炎を引き起こす分子メカニズムを解明する。
さらに、野生型およびNASHを発症したPDLIM2欠損マウスの肝臓のRNAを用いてマイクロアレイ解析を行い、脂肪肝およびNASHの病態において特異的に変化している遺伝子群を同定することにより、これらに疾患の発症に重要な因子を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
PDLIM2欠損マウスを無菌化し、米国Taconic社のマウス由来の腸内細菌を移植して非アルコール性脂肪肝炎を発症する条件を検討したが、これに予想以上に時間がかかってしまった。よって、本来はこの非アルコール性脂肪肝炎の発症に関連する腸内細菌の同定に関しても平成２７年度内に行う予定であったが、これを年度内に実施することができなかったため、この実験に関連する予算を次年度に繰り越すことになった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
腸内細菌同定解析に６０万円、組織検査費用に２０万円、細胞分離培養試薬に２０万円、マウスおよび飼料に２５万円、マイクロアレイ解析に３０万円、タンパク質・RNA解析試薬に２５万円を使用予定である。
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