2015 Fiscal Year Research-status Report
骨髄・単球由来分子を標的にした肥満・糖尿病合併症の新規診断指標と治療戦略の確立
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15K08634
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| Research Institution | Department of Clinical Research, National Hospital Organization Kyoto Medical Center |
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Principal Investigator |
浅原 哲子 (佐藤哲子) 独立行政法人国立病院機構(京都医療センター臨床研究センター), 糖尿病研究部, 研究室長(臨床代謝栄養) (80373512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 浩二 独立行政法人国立病院機構(京都医療センター臨床研究センター), 展開医療研究部, 研究部長 (50283594)
小谷 和彦 自治医科大学, 医学部, 教授 (60335510)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / 肥満 / 単球 / マクロファージ / 炎症 / 血管合併症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、糖尿病/肥満症コホートと各科との連携を基盤に、ヒト末梢血単球、ヒト頸動脈硬化巣、ヒト内臓･皮下脂肪組織、肥満・糖尿病モデルマウスを用いて検討を行った。
1. 非肥満及び肥満症患者由来のヒト末梢血単球において、GLP-1受容体作動薬・Exendin-4（Ex-4）による影響を検討した結果、非肥満の単球においては、Ex-4によりオートファジーが誘導されることで泡沫化が抑制され、炎症性サイトカイン産生が抑制された。肥満症の単球ではEx-4によるオートファジー誘導は認められず、泡沫化・炎症性は亢進した。よって、インクレチン関連薬は非肥満単球においてオートファジー誘導を介した炎症抑制作用を有すると考えられる（Metabolism, 2016）。
2. 頸動脈内膜剥離術施行24例（非糖尿病12例、糖尿病12例）において、末梢血単球と摘出プラークにおける炎症性M1マーカー（TNFα・IL-6）、抗炎症性M2マーカー（IL-10）や接着因子（ICAM-1）発現の検討の結果、頸動脈硬化症患者において糖尿病を合併すると単球・プラークのM1上昇/M2低下が起こることを認め、これらが頸動脈硬化症を進展させる可能性を見出した（J Atheroscler Thromb 2016 in press）。
3. 外科手術施行16例、肥満症患者164例、減量治療施行肥満症患者78例において、Mφや脂肪細胞等により産生される線維化関連因子トロンボスポンジン-1 （TSP-1）の病態意義の検討により、TSP-1は皮下脂肪組織よりも内臓脂肪組織で発現が高く、血清TSP-1値は肥満度と正相関を示し、減量治療による血清TSP-1変化量は糖脂質代謝指標（HbA1c等）の変化量と逆相関を示すことを見出した。よってTSP-1は内臓肥満起因性疾患に関与することが示唆された（Metabolism, 2015）。
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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
1. 肥満症･MetSの多施設共同前向きコホート登録数が1334例に達し大規模データベース構築に成功している。研究計画にあった評価項目の検討も順調である。また、追跡調査においても80％前後の追跡率を維持し、5年追跡症例数も650例に達している。5年間での脳心血管イベント発症は29例確認している。
2. 申請者は、非肥満及び肥満症患者において、インクレチン関連薬による単球・Mφ機能改善効果を報告した（Metabolism, 2016）。また、他の生活習慣病薬による単球・Mφ機能改善効果の解析も同様に推進している。
3. 京都医療センター脳神経外科との連携により得られた頸動脈内膜剥離術（Carotid endarterectomy: CEA）施行例の頸動脈硬化巣（粥腫/内膜）による検討も進め、頸動脈硬化症患者において糖尿病を合併すると末梢血単球・プラークのM1/M2バランスが悪化し、その結果、頸動脈硬化症進展が増悪化される可能性を見出した（J Atheroscler Thromb 2016 in press）。
4. 京都医療センター外科・形成外科との連携により得られた肥満症患者の内臓脂肪・皮下脂肪組織や血清等を対象に、Mφ等に由来する線維化関連因子TSP-1の病態意義についての検討を行い、内臓肥満関連疾患にTSP-1が関与する可能性を報告した（Metabolism, 2015）。
5. 肥満・糖尿病モデルマウスの骨髄における網羅的遺伝子発現解析から、肥満・糖尿病感受性遺伝子群を同定した（1474遺伝子）。現在、追加解析遺伝子の選定と遺伝子改変マウス作製の準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
I. 臨床研究：
(1)肥満症・糖尿病多施設共同前向きコホートにおける単球機能の検討：既に構築した当院･関連施設の肥満症850例と糖尿病350例のコホートを基盤に、単球機能と既知のCVD/CKDリスクとの関連を横断解析する。更に、減量･各薬剤による縦断解析を行う。
(2)肥満症･糖尿病他施設共同前向きコホートにおける新規分子の臨床的意義の検討：初年度の基礎研究にて得られた成果（骨髄における新規肥満・糖尿病感受性遺伝子の同定）を基に、標的遺伝子の選定を進め、新規遺伝子産物の血中濃度と肥満症･糖尿病、CVD/CKDリスク、組織Mφ機能、心腎血管病発症･進展や予後との関連及びその作用機序を検討する。さらに、食事･運動療法･禁煙など生活習慣改善･減量や糖尿病薬などの生活習慣病薬の骨髄･単球機能改善効果、新規分子への影響を解明する。特に新規糖尿病薬･インクレチンやPPARリガンド(TZDs･EPA･DHA等)による抗炎症・抗動脈硬化作用との関連を検討する。
II.基礎研究：
新規骨髄･単球由来分子の機能解析：肥満・糖尿病モデルマウスを用い、肥満・糖尿病に伴う骨髄単球の機能的変化を検討するとともに（サイトカイン産生プロファイルや遊走能）、初年度に同定した新規肥満・糖尿病感受性遺伝子について、マウス骨髄細胞･ヒト単球細胞株THP-1にて、当該新規遺伝子のノックダウンや過剰発現による影響を検討し、新規分子の機能的意義を検討する。また、新規分子のマウス各組織における発現分布と肥満･糖尿病に伴う発現変化を検討する。さらに、新規分子についてノックアウトマウスの作製と表現型の検討を行い、新規分子の病態意義を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
次年度に予定している肥満症･糖尿病前向きコホートにおける臨床研究（生活習慣改善や薬物治療による単球・Mφの機能改善効果と心腎脳血管合併症の予後の改善効果、及び、初年度に同定した新規分子の病態意義の解明）推進のためには、ホルモン測定用ELISAキット代や血液検査外注費、ヒト単球の機能解析の為のMACS/FACS関連抗体、研究補助の謝金等が必須である。また、肥満・糖尿病モデルマウス及び新規分子のノックアウトマウスを中心とした基礎研究（新規分子の機能解析と病態意義の解明）推進のためには、上記臨床研究と共有できる試薬の他（抗体等）、専用培地、遺伝子改変マウス作製関連試薬（ベクター構築用酵素等）、細胞機能解析試薬、定量PCR関連試薬やマウス維持費等が必要である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
以下の計画に基づいて研究費を使用し次年度研究計画を推進する。
１．消耗品：①ヒト・マウスホルモン測定(ELISAキット代・血液検査外注費)：約15万円、②分子生物学関連試薬(MACS/FACSの抗体、PCRのプローブ･キット、ベクター作製関連試薬等)：約15万円、③培養関連試薬（ウシ胎仔血清、メディウム、抗生物質等）（細胞実験）：約10万円、④細胞機能解析関連試薬（遊走・接着能測定試薬、RNA調製試薬、定量PCR関連試薬、サイトカイン測定試薬、遺伝子導入関連試薬、ノックダウン関連試薬等）（細胞実験）：約10万円、⑤飼育管理費（動物の購入代、管理代、餌代含む）（動物実験）：約10万円。２．旅費：国内外の各学会での成果発表のための旅費：約30万円。３．謝金：研究補助員数名の実験補助代、外国語論文の校閲：約60万円。４．その他：印刷費・研究成果投稿料等：約10万円
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[Journal Article] Hyperglycemia and Inflammatory Proerty of Circulating Monocytes are Associated with Inflammatory Property of Carotid Plaques in Patients Undergoing Carotid Endarterectomy.2016
Author(s)
Tanaka M, Masuda S, Matsuo Y, Sasaki Y, Yamakage H, Muranaka K, Wada H, Hasegawa K, Tsukahara T, Shimatsu A, Satoh-Asahara N
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Journal Title
J Atheroscler Thromb
Volume: 23
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Effects of statins on left ventricular diastolic function in patients with dyslipidemia and diastolic dysfunction (stat-LVDF study).2015
Author(s)
Morimoto T, Katanasaka Y, Sunagawa Y, Hirano S, Miyazaki Y, Funamoto M, Hojo Y, Suzuki H, Morimoto E, Ueno M, Shimatsu A, Satoh-Asahara N, Yamakage H, Wada H, Hasegawa K
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Journal Title
Biol Pharm Bull
Volume: 38
Pages: 1404-1409
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Thrombospondin 1 as a novel biological marker of obesity and metabolic syndrome.2015
Author(s)
Matsuo Y, Tanaka M, Yamakage H, Sasaki Y, Muranaka K, Hata H, Ikai I, Shimatsu A, Inoue M, Chun T-H, Satoh-Asahara N
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Journal Title
Metabolism
Volume: 64
Pages: 1490-1499
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Comparison of Cystatin C- and Creatinine-based Estimated Glomerular Filtration Rate to Predict Coronary Heart Disease Risk in Japanese Patients with Obesity and Diabetes.2015
Author(s)
Ito R, Yamakage H, Kotani K, Wada H, Otani S, Yonezawa K, Ogo A, Okajima T, Adachi M, Araki R, Yoshida K, Saito M, Nagaoka T, Toyonaga T, Tanaka T, Yamada T, Ota I, Oishi M, Miyanaga F, Shimatsu A, Satoh-Asahara N, The Japan Diabetes and Obesity Study (J-DOS) Group
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Journal Title
Endcr J
Volume: 62
Pages: 201-207
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] The effects of weight gain after smoking cessation on atherogenic α1-antitrypsin-low-density lipoprotein.2015
Author(s)
Komiyama M, Wada H, Ura S, Yamakage H, Satoh-Asahara N, Shimada S, Akao M, Koyama H, Kono K, Shimatsu A, Takahashi Y, Hasegawa K
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Journal Title
Heart Vessels
Volume: 30
Pages: 734-739
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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