炎症性腸疾患発症におけるプロリン異性化酵素Pin1の役割と治療法への応用

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K15431
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 浅野 知一郎 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 教授 (70242063)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中津 祐介 広島大学, 医歯薬保健学研究院(医), 講師 (20452584)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 炎症性腸疾患 / 潰瘍性大腸炎 / Pin1 / 炎症

Outline of Annual Research Achievements

我々は、腸管障害と代謝異常との関連を研究する過程で、偶然、DSS負荷による大腸炎を発症したマウス腸管において、Pin1のタンパク量が40-50倍にも上昇していることに気付いた。免疫染色を行うと、Pin1の高発現細胞は、血球系細胞と間質系細胞の両方に認められ、腸上皮においてもPin1の発現量は有意に増加していた。次に、我々は、この著増しているPin1がDSS惹起潰瘍性大腸炎の発症に関与している可能性を考慮し、野生型マウスとPin1 KOマウスに3% DSS含有水を７日間飲水投与した後にマウスより大腸を摘出した。野生型マウスでは、DSS投与により高度な大腸炎が惹起され大腸上皮の壊滅的損傷が認められたのに対し、Pin1 KOマウスではDSS投与による上皮組織の損傷が抑制され（杯細胞の維持等）、炎症性サイトカインの上昇、活性型カスパーゼの上昇（アポトーシスのマーカー）もすべて抑制されていた。
これらの結果は、Pin1の発現増加がIBDの発症に関与している可能性を強く示唆するものである。続けて、腸管上皮特異的なPin1 KOマウスを作製したが、これはIBDを正常マウスと同様に発症した。これに対し、骨髄移植によって、血球系細胞のPin1を欠失させたマウスを作製したところ、このマウスはIBDの発症に抵抗性を示した。従って、炎症系細胞のPin1がIBDの発症に関わっている可能性が示唆された。Pin1 KOマウスが正常な腸管機能を有していることを考慮すると、腸管にPin1阻害薬を作用させた場合、正常な腸管機能に影響を与えず、潰瘍性大腸炎の改善が期待できるのではないかと期待できる。

Current Status of Research Progress

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

Reason

全身的なPin1 KOマウスに加え、各細胞特異的なPin1 KOマウスも作製することが出来、これを実験に用いることで、血球系細胞のPin1が重要であることを突き止めることが出来た。ここから、腸管上皮下に浸潤している血球系細胞において、Pin1の役割を解明するkとが重要と考え、精力的に研究を進めている。従って、順調な進行状況である。

Strategy for Future Research Activity

（１）腸管上皮下に浸潤している血球系細胞におけるPin1の役割を解明する。
（２）Pin1の新規阻害薬を、薬学部のグループと開発し、これをマウスに投与することで、IBDの発症が抑制できるかを検討する。
（３）ヒトIBD患者の病変部位におけるPin1発現量の検討：広島大学付属病院で診療を受けた潰瘍性大腸炎患者及びクローン病患者からのbiopsyサンプルを用いて、Pin1に対する免疫染色を行い、発現量を測定する。消化器内科のグループの協力を得て、病巣のPin1発現量と年齢、性別、体重、治療薬剤などとの相関性について、調査する。

Causes of Carryover

殆ど、問題なく使用してきたが、年度末に8,122円余ったため、次年度の使用となった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

額は、8,122円と小さく、一般的な実験遂行のための経費として用いる。

Research Products

• [Journal Article] USP15 attenuates IGF-I signaling by antagonizing Nedd4-induced IRS-2 ubiquitination (2017)
  • Author(s): Fukushima, T., Yoshihara, H., Furuta, H., Hakuno, F., Saeki, Y., Iemura, SI., Natsume, T., Nakatsu, Y., Kamata, H., Asano, T., Komada, M., Takahashi, SI.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun Volume: 484 Pages: 522-528
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Reduced SHARPIN and LUBAC Formation May Contribute to CCl4- or Acetaminophen-Induced Liver Cirrhosis in Mice. (2017)
  • Author(s): Yamamotoya, T., Nakatsu, Y., Matsunaga, Y., Fukushima, T., Yamazaki, H., Kaneko, S., Fujishiro, M., Kikuchi, T., Kushiyama, A., Tokunaga, F., Asano, T., Sakoda, H.
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: １８ Pages: 326
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Involvement of Resistin-like molecule beta in the development of methionine-choline deficient diet-induced non-alcoholic steatohepatitis in mice (2016)
  • Author(s): Okubo H., Kushiyama, A., Sakoda, H., Nakatsu, Y., Iizuka, M., Taki, N., Fujishiro, M., Fukushima, T., Kamata, H., Nagamachi, A., Inaba, T., Nishimura, F., Katagiri, H., Asahara, T., Yoshida, Y., Chonan, O., Encinas, J., and Asano, T.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 20157
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Physiological and Pathogenic Roles of Prolyl Isomerase Pin1 in Metabolic Regulations via Multiple Signal Transduction Pathway Modulations. (2016)
  • Author(s): Nakatsu, Y., Matsunaga, Y., Yamamotoya, T., Ueda, K., Inoue, Y., Mori, K., Sakoda, H., Fujishiro, M., Ono, H., Kushiyama, A., and Asano, T.
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 17 Pages: E1495
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL-17A synergistically enhances TNFα-induced IL-6 and CCL20 production in 3T3-L1 adipocytes. (2016)
  • Author(s): Shinjo, T., Iwashita, M., Yamashita, A., Sano, T., Tsuruta, M., Matsunaga, H., Sanui, T., Asano, T., and Nishimura, F.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 477 Pages: 241-246
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of uric acid metabolism-related inflammation in the pathogenesis of metabolic syndrome components such as atherosclerosis and non-alcoholic steatohepatitis (2016)
  • Author(s): Kushiyama, A., Nakatasu, Y., Matsunaga, Y., Yamamotoya, T., Mori, K., Ueda, K., Sakoda, H., Fujishiro, M., Ono, H., and Asano, T.
  • Journal Title: Mediators Inflamm. Volume: 2016 Pages: 8603164
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 性ホルモン結合グロブリン（SHBG）による脂肪量減少効果と抗炎症効果 (2016)
  • Author(s): 山崎 広貴、櫛山 暁史、迫田 秀之、藤城 緑、山本屋 武、菊池 貴子、金子 直、浅野 知一郎
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21
• [Presentation] Pin1を介した熱産生調節機構及び肥満との関係解明 (2016)
  • Author(s): 松永 泰花、中津 祐介、櫛山 暁史、菊池 貴子、山本屋 武、鎌田 英明、浅野 知一郎
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21
• [Presentation] Trk-fused gene（TFG）の膵β細胞における役割の解明 (2016)
  • Author(s): 山本屋 武 、中津 祐介、迫田 秀之、藤城 緑、山崎 広貴、菊池 貴子、浅野 知一郎、櫛山 暁史
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21
• [Presentation] プロリン異性化酵素Pin1を介した膵β細胞調節機構の解明 (2016)
  • Author(s): 中津 祐介、森 馨一、松永 泰花、山本屋 武、藤城 緑、石原 寿光、浅野 知一郎
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21
• [Presentation] 肝外キサンチンオキシダーゼのインスリン抵抗性への関与 (2016)
  • Author(s): 櫛山 暁史、菊池 貴子、山崎 広貴、迫田 秀之、藤城 緑、浅野 知一郎、岩本 安彦
  • Organizer: 第59回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2016-05-20 – 2016-05-21