心血管疾患基盤病態としての肥満症における転写共役因子MRTF-Aの意義の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K15442
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 桑原 宏一郎 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (30402887)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 分子心臓学 / 転写因子 / 脂肪分化 / 肥満

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、Rhoシグナル下流でSRFを活性化する転写共役因子MRTF-Aの、肥満症・メタボリックシンドローム発症分子基盤である脂肪細胞分化、脂肪蓄積における意義を明らかにし、その心血管病発症基盤形成における役割を同定することを目的とする。本年度はMRTF-A KOマウスを用いて、高脂肪食負荷および肥満モデルマウスであるdb/dbマウスとの交配を行い、その脂肪蓄積、耐糖能異常に関する解析を詳細に行った。高脂肪食負荷MRTF-Aノックアウトマウスでは野生型に比し、体重増加量の低下、内臓脂肪重量の低下、CTによる腹腔内脂肪量の低下が確認された。また摂餌量には変化はない一方で、代謝ゲージでの解析で酸素消費量の増加を認め、エネルギー消費の増加が脂肪蓄積減少の一因と考えられた。脂肪組織の検討では、脂肪細胞サイズや線維化に著明な変化はないが、炎症細胞浸潤は減少傾向を認めた。血中脂質プロファイルには明らかな差は認められなかったが、糖代謝はMRTF-Aノックアウトマウスでは改善していた。またMRTF-Aノックアウトマウスとdb/dbマウスとの交配においても、db/dbマウスと比較して体重増加が少なく、脂肪蓄積が少ないことを確認した。加えてNIH3T3-L1細胞、脂肪由来幹細胞などを用いた解析によりMRTF-Aの発現は脂肪前駆細胞に多く、脂肪分化とともに低下していくことを確認した。以上の結果からMRTF-Aの肥満、糖代謝異常における意義が示唆され、現在、ノックアウトマウスの脂肪組織における遺伝子発現変化のRNAseqによる解析を行っており、来年度以降において、その更なる分子機構を解明すると共に、MRTF-A阻害差薬の新規抗肥満治療標的としての意義の検討を行う予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度はMRTF-A KOマウスを用いて、高脂肪食負荷を行い、その脂肪蓄積、耐糖能異常に関する解析を予定通り詳細に行い、高脂肪食負荷MRTF-Aノックアウトマウスにおける、体重増加量の低下、内臓脂肪重量の低下、CTによる腹腔内脂肪量の低下を確認し、エネルギー消費の増加が脂肪蓄積減少の一因である可能性を見出した。また脂肪組織の検討を行うと共に、培養細胞を用いての脂肪細胞分化モデルでのMRTF-A発現レベルを解析し、他の脂肪細胞分化マーカー遺伝子との発現変化の比較も行った。加えて、高脂肪食負荷MRTF-Aノックアウトマウスで糖代謝が改善していることも確認した。またMRTF-Aノックアウトマウスとdb/dbマウスとの交配を行いその表現型解析に関しても同様に詳細に行い、db/dbマウスと比較してMRTF-Aノックアウト; db/dbマウスでは体重増加が少なく、脂肪蓄積が少ないことなどを確認した。加えて培養細胞を用いた検討も行い、その更なる分子機構解明を進めている。さらに、脂肪細胞特異的MRTF-A過剰発現マウスと脂肪細胞特異的MRTF-Aノックアウトマウスの作製、およびMRTF-A阻害薬投与のプレリミナリーな検討も進めており、おおむね当初の予定通りの進捗状況であると考えている。

Strategy for Future Research Activity

現在、MRTF-Aノックアウトマウスの脂肪組織における遺伝子発現変化のRNAseqなどによる解析や、培養脂肪細胞分化系を用いてのMRT-Aの役割の解析を行っており、H29年度以降において、その更なる解析により、脂肪蓄積、糖代謝異常におけるMRTF-Aの意義とそこに関わる分子機構を解明する。加えてH29年度は、現在作製を行っている脂肪細胞特異的MRTF-A過剰発現マウスおよびノックアウトマウスの解析と、MRTF-A阻害差薬の投与実験を行い、新規抗肥満治療標的としてのMRTF-A意義の検討をあわせて行う予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Texas/Michigan State Unversity(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of Texas/Michigan State Unversity
• [Journal Article] MiR30-GALNT1/2 axis-mediated glycosylation contributes to the increased secretion of inactive human pro-BNP from failing hearts. (2017)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimi T, Kuwahara K, Fujishima A, Oka S, Tsutamoto T, Kinoshita H, Nakao K, Cho K, Inazumi H, Okamoto H, Nishida M, Kato T, Fukushima H, Yamashita J, Wijnen WJ, Creemers EE, Kangawa K, Minamino N, Nakao K, Kimura T.
  • Journal Title: J Am Heart Assoc Volume: 6 Pages: e0003601
  • DOI: 10.1161/JAHA.116.003601
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Endothelium-derived C-type natriuretic peptide contributes to blood pressure regulation by maintaining endothelial integrity (2017)
  • Author(s): Nakao K, Kuwahara K, Nishikimi T, Nakagawa Y, Kinoshita H, Minami T, Kuwabara Y, Yamada C, Yamada Y, Tokudome T, Nagai-Okatani C, Minamino N, Nakao YM, Yasuno S, Ueshima K, Sone M, Kimura T, Kangawa K, Nakao K.
  • Journal Title: Hypertension Volume: ６９ Pages: 286-296
  • DOI: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.116.08219
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diagnostic advantage of stress computed tomography myocardial perfusion over single-photon emission computed tomography for the assessment of myocardial ischemia. (2017)
  • Author(s): Ueki Y, Izawa A, Kashiwagi D, Nishiyama S, Aso S, Suzuki C, Sakurai S, Oguchi K, Yazaki Y, Ikeda U, Kuwahara K
  • Journal Title: J Cardiol. Volume: 印刷中 Pages: -
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2016.11.004.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prevention of abdominal aortic aneurysm progression by oral administration of green tea polyphenol in a rat model. (2017)
  • Author(s): Setozaki S, Minakata K, Masumoto H, Hirao S, Yamazaki K, Kuwahara K, Ikeda T, Sakata R
  • Journal Title: J Vasc Surg Volume: 65 Pages: 1803-1812
  • DOI: 10.1016/j.jvs.2016.06.003
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Increase of Total Nephron Albumin Filtration and Reabsorption in Diabetic Nephropathy. (2017)
  • Author(s): Mori KP, Yokoi H, Kasahara M, Imamaki H, Ishii A, Kuwabara T, Koga K, Kato Y, Toda N, Ohno S, Kuwahara K, Endo T, Nakao K, Yanagita M, Mukoyama M, Mori K.
  • Journal Title: J Am Soc Nephrol. Volume: ２８ Pages: 278-289
  • DOI: 10.1681/ASN.2015101168
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] TRPC3-GEF-H1 axis mediates pressure overload-induced cardiac fibrosis (2016)
  • Author(s): Numaga-Tomita T, Kitajima N, Kuroda T, Nishimura A, Miyano K, Yasuda S, Kuwahara K, Sato Y, Ide T, Birnbaumer L, Sumimoto H, Mori Y, Nishida M
  • Journal Title: Sci Rep Volume: ６ Pages: 39383
  • DOI: 10.1038/srep39383.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Clinical Characteristics and Outcomes of Patients with High Ankle-Brachial Index from the IMPACT-ABI Study (2016)
  • Author(s): Nishimura H, Miura T, Minamisawa M, Ueki Y, Abe N, Hashizume N, Mochidome T, Harada M, Shimizu K, Shoin W, Yoshie K, Oguchi Y, Ebisawa S, Motoki H, Izawa A, Koyama J, Ikeda U, Kuwahara K
  • Journal Title: PLoS One Volume: １１ Pages: e0167150.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0167150
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Brain Natriuretic Peptide Counteracting the Renin-angiotensin-aldosterone System in Accelerated Malignant Hypertension (2016)
  • Author(s): .Nakagawa H, Mizuno Y, Harada E, Morikawa Y, Kuwahara K, Saito Y, Yasue H.
  • Journal Title: Am J Med Sci. Volume: ３５２ Pages: 534-539
  • DOI: 10.1016/j.amjms.2016.08.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRPC3 positively regulates reactive oxygen species driving maladaptive cardiac remodeling. (2016)
  • Author(s): Kitajima N, Numaga-Tomita T, Watanabe M, Kuroda T, Nishimura A, Miyano K, Yasuda S, Kuwahara K, Sato Y, Ide T, Birnbaumer L, Sumimoto H, Mori Y, Nishida M.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: ６ Pages: 37001
  • DOI: 10.1038/srep37001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] of the N-type calcium channel ameliorates diabetic nephropathy with improved glycemic control and reduced blood pressure. (2016)
  • Author(s): Ohno S, Yokoi H, Mori K, Kasahara M, Kuwahara K, Fujikura J, Naito M, Kuwabara T, Imamaki H, Ishii A, Saleem MA, Numata T, Mori Y, Nakao K, Yanagita M, Mukoyama M.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: ６ Pages: 27192
  • DOI: 10.1038/srep27192
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Secretion of proBNP is regulated by MiR30-GALNTs axis dependent O-linked glycosylation in the pathological myocardium (2016)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimi T, Kuwahara K, Kinoshita H, Inazumi H, Moriuchi K, Kato T, Minamino N, Nakao K, Kimura T
  • Organizer: AHA Scientific Session 2016
  • Place of Presentation: New Orleans, Louisiana, USA
  • Year and Date: 2016-11-13 – 2016-11-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MiR30-GALNT1/2 axis-mediatede glycosylation regulates the increase in inactive human pro-BNP secretion from failing heart. (2016)
  • Author(s): Kuwahara K, Nakagawa Y, Nishikimi T, Kinoshita H, Okamoto H, Kato T, Kangawa K, Minamino N, Nakao K, Kimura T
  • Organizer: Hypertension Seoul 2016, The 26th Scientific meeting of the International Society of Hypertension
  • Place of Presentation: Seoul, Korea
  • Year and Date: 2016-09-24 – 2016-09-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Unprocessed proBNP secretion is regulated by MiR30-GALNTs axis dependent O-glycosylation in the pathological myocardium.. (2016)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimi T, Kuwahara K, Kinoshita H, Yamada C, Inazumi H, Nakao K, Kimura T
  • Organizer: AHA BCVS2016
  • Place of Presentation: Arizona, USA
  • Year and Date: 2016-07-18 – 2016-07-21
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MiR30-GALNT1/2 axis-mediated glycosylation at threonine 48 and 71 plays an essential role in the increased secretion of unprocessed pro-brain natriuretic peptide by failing hearts (2016)
  • Author(s): Kuwahara K, Nakagawa Y, Nishikimi T, Kangawa K, Minamino N, Nakao K, Kimura T.
  • Organizer: Heart Failure 2016
  • Place of Presentation: Florence, Italy
  • Year and Date: 2016-05-21 – 2016-05-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] MiR30-GALNTs axis-mediated O-glycosylation plays an important role in the increased secretion of unprocessed pro-brain natriuretic peptide by failing heart (2016)
  • Author(s): Nakagawa Y, Nishikimi T, Kuwahara K, Nakao K and Kimura T
  • Organizer: Keystone symposia
  • Place of Presentation: Utah, USA
  • Year and Date: 2016-04-03 – 2016-04-07
  • Int'l Joint Research
• [Book] Endocrinology of the Heart in Health and Disease. (2016)
  • Author(s): Nishikimi T, Kuwahara K, Nakagawa Y, Kangawa K, and Nakao K
  • Total Pages: 378(41-58)
  • Publisher: Elsevier Scinence
• [Remarks] 信州大学 循環器内科学教室
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/medicine/department/doctor/zouki/i-oreg/cardiovascular/