Role of Pin1 in the development of pulmonary hypertension and therapeutic application

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05220
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 酒井 俊 筑波大学, 医学医療系, 講師 (30282362)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳川 徹 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (10312852) ; 内田 隆史 東北大学, 農学研究科, 教授 (80312239) ; 正田 純一 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90241827)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: Pin1 / 肺高血圧 / Pin1阻害薬 / 肺動脈血管平滑筋 / 増殖 / リン酸化

Outline of Annual Research Achievements

肺動脈性肺高血圧症（PAH）は肺動脈血管平滑筋細胞の著明な増殖を特徴とする難治性疾患である。一方、プロリン異性化酵素（peptidyl prolyl isomerase; Pin1）は、細胞内シグナル分子（キナーゼ・転写因子等）内のphospho (p)-Ser/Thr-Pro配列を認識し、その標的分子のシス・トランス構造を変換することによりその分子活性を制御する。本研究では、PAHの進展にPin1がいかに関与するかを明らかにすることを目的としている。
Pin1ノックアウトマウス（KO）および野生型（WT）のC57Bl6マウスに対して、低酸素チャンバーを用い酸素濃度10%の条件で3週間飼育した（KO-HおよびWT-H）。それぞれの対照群は室内気で飼育した（KO-NおよびWT-N）。低酸素飼育によりWTの右室収縮期圧は約1.5倍上昇しており、肺動脈圧上昇に伴い右室重量も有意に増加しており、低酸素飼育により肺高血圧の状態であることが明らかとなった。しかしながら、KOマウスでは、低酸素による右室圧の増加は有意に抑制されていた。また、直径50μmn未満の肺動脈壁厚は、KOにおいて有意に小であり、以上よりPin1欠損により肺高血圧になりにくいことが明らかになった。
各群の肺を用いて、肺動脈血管平滑筋増殖に関与すると考えられるAktおよびERKの活性化をウェスタンブロット法により検討した。野生型マウス肺では低酸素によりリン酸化Akt, リン酸化ERKが増加していたが、KOマウス肺では、低酸素によるこれらの増加は抑制されていた。以上より、in vivoにおいて、低酸素誘発性肺高血圧の進展にPin1が関与し、その欠損により肺高血圧の進展は抑制されることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

in vivoにおいてPin1が肺高血圧症の進展に関与し、そこにAkt, Erkの活性化が関与していることが明らかとなったことより、おおむね順調に進展していると判断される。

Strategy for Future Research Activity

培養肺動脈血管平滑筋細胞細胞を用い、細胞増殖刺激に対するPin1が関与することを、Pin1阻害薬およびsiRNAを用いたPin1ノックダウンにより明らかにする。
また、低酸素誘発性肺高血圧モデルに対し、Pin1阻害薬を投与し、肺高血圧の進展が抑制されるかを明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Antagonists to endothelin receptor type B promote apoptosis in human pulmonary arterial smooth muscle cells (2016)
  • Author(s): Sakai, S. Maruyama, H. Kimura, T. Tajiri, K. Honda, J. Homma, S. Aonuma, K. Miyauchi, T.
  • Journal Title: Life Sci Volume: 159 Pages: 116-20
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2016.03.044
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Bosentan reverses the hypoxia-induced downregulation of the bone morphogenetic protein signaling in pulmonary artery smooth muscle cells (2016)
  • Author(s): Maruyama, H. Dewachter, C. Sakai, S. Belhaj, A. Rondelet, B. Remmelink, M. Vachiery, J. L. Naeije, R. Dewachter, L.
  • Journal Title: Life Sci Volume: 159 Pages: 111-5
  • DOI: 10.1016/j.lfs.2016.05.018
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] p62 modulates the intrinsic signaling of UVB-induced apoptosis (2016)
  • Author(s): Ito, S. Kimura, S. Warabi, E. Kawachi, Y. Yamatoji, M. Uchida, F. Ishibashi-Kanno, N. Yamagata, K. Hasegawa, S. Shoda, J. Tabuchi, K. Sakai, S. Bukawa, H. Sekido, M. Yanagawa, T.
  • Journal Title: J Dermatol Sci Volume: 83 Pages: 226-33
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2016.05.005
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MicroRNA-155-5p is associated with oral squamous cell carcinoma metastasis and poor prognosis (2016)
  • Author(s): Baba, O. Hasegawa, S. Nagai, H. Uchida, F. Yamatoji, M. Kanno, N. I. Yamagata, K. Sakai, S. Yanagawa, T. Bukawa, H.
  • Journal Title: J Oral Pathol Med Volume: 45 Pages: 248-55
  • DOI: 10.1111/jop.12351
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Efficacy and Safety of a Novel Endothelin Receptor Antagonist, Macitentan, in Japanese Patients With Pulmonary Arterial Hypertension (2016)
  • Author(s): ahara, N. Dobashi, H. Fukuda, K. Funauchi, M. Hatano, M. Ikeda, S. Joho, S. Kihara, Y. Kimura, T. Kondo, T. Matsushita, M. Minamino, T. Nakanishi, N. Ozaki, Y. Saji, T. Sakai, S. Tanabe, N. Watanabe, H. Yamada, H. Yoshioka, K. Sasayama, S.
  • Journal Title: Circ J Volume: 80 Pages: 1478-83
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-15-1305
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] High-Intensity Aerobic Exercise Improves Both Hepatic Fat Content and Stiffness in Sedentary Obese Men with Nonalcoholic Fatty Liver Disease (2016)
  • Author(s): Oh, S. So, R. Shida, T. Matsuo, T. Kim, B. Akiyama, K. Isobe, T. Okamoto, Y. Tanaka, K. Shoda, J.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 7 Pages: 43029
  • DOI: 10.1038/srep43029
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prolyl isomerase Pin1 regulates doxorubicin-inducible P-glycoprotein level by reducing Foxo3 stability (2016)
  • Author(s): Shimizu, T. Bamba, Y. Kawabe, Y. Fukuda, T. Fujimori, F. Takahashi, K. Uchida, C. Uchida, T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 471 Pages: 328-33
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.02.014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prolyl isomerase Pin1 negatively regulates AMP-activated protein kinase (AMPK) by associating with the CBS domain in the gamma subunit (2016)
  • Author(s): Nakatsu, Y. Iwashita, M. Sakoda, H. Ono, H. Nagata, K. Matsunaga, Y. Fukushima, T. Fujishiro, M. Kushiyama, A. Kamata, H. Takahashi, S. Katagiri, H. Honda, H. Kiyonari, H. Uchida, T. Asano, T.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 290 Pages: 24255-66
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.658559
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The decrease of S-wave amplitude in V5 lead of electrocardiography positively reflects effectual treatment in patients with pulmonary hypertension (2017)
  • Author(s): Otsu K, Sakai S, Kimura T, Miyauchi T, Homma S, Aonuma K
  • Organizer: 第８１回日本循環器学会学術集会
  • Place of Presentation: 石川県立音楽堂（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-19
• [Presentation] ヒト肺動脈血管平滑筋細胞に対するETB受容体遮断による影響 (2016)
  • Author(s): 酒井俊・丸山秀和・木村泰三・田尻和子・本田洵也・本間覚・青沼和隆・宮内卓
  • Organizer: 第20回日本心血管内分泌代謝学会学術総会
  • Place of Presentation: 東京コンベンションホール（東京都中央区）
  • Year and Date: 2016-12-16 – 2016-12-17
• [Presentation] Hypoxia induces the down regulation of the BMP signaling in pulmonary artery smooth muscle cells through the endothelin system (2016)
  • Author(s): Maruyama H, Sakai S, Naeije R, Dewachter L, Aonuma K
  • Organizer: Congress of the European-Society-of-Cardiology (ESC) 2016
  • Place of Presentation: Rome, Italy
  • Year and Date: 2016-08-27 – 2016-08-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Lysil oxidase was increased by endothelin-1 and restored by PGI2 in pulmonary artery smooth muscle cells (2016)
  • Author(s): Maruyama H, Sakai S, Naeije R, Dewachter L, Aonuma K
  • Organizer: Congress of the European-Society-of-Cardiology (ESC) 2016
  • Place of Presentation: Rome, Italy
  • Year and Date: 2016-08-27 – 2016-08-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pulmonary hypertension is ameliorated by glucagon-like peptide-1 receptor agonist partly via eNOS activation (2016)
  • Author(s): Sakai S, Kimura T, Honda J, Tajiri K, Homma S, Aonuma K, Miyauchi T
  • Organizer: The 9th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications f Nitric Oxide
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-22
  • Int'l Joint Research