2018 Fiscal Year Research-status Report
低酸素で致死的影響をもたらす小胞体関連分解(ERAD)機能不全に関する研究
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17K07358
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| Research Institution | National Cardiovascular Center Research Institute |
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Principal Investigator |
小亀 浩市 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 部長 (40270730)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 細胞内タンパク質分解 / 小胞体関連分解 / 小胞体ストレス / タンパク質品質管理 / 低酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内に生じた構造異常タンパク質は細胞機能の維持に対して脅威となるため、細胞は異常タンパク質に対処する仕組みを備えている。特に小胞体に蓄積した構造異常タンパク質を積極的に除去する仕組みを、小胞体関連タンパク質分解（ER-associated protein degradation; ERAD）と呼ぶ。我々は、ERADで働く小胞体膜タンパク質Herp、Derlin-1、Derlin-3の欠損マウスを作製し、それらの表現型を解析している。その中で、HerpおよびDerlin-3欠損マウスが慢性低酸素負荷によって顕著な脆弱性を示すことを見出した。これまでに、その原因として、Derlin-3欠損マウスおよびHerp欠損マウスでは低酸素ストレスに対する心機能の適応能力が低下し、心臓内で血流のうっ滞などが起きた可能性、また、体重推移に異常があったことから、全身性の適応不全の可能性を示す結果を得ていた。そこで、平成30年度は、低酸素下でのDerlin-3欠損マウスやHerp欠損マウスの心臓で観察された異常が通常飼育条件下でも見られるのか、それとも低酸素ストレスに晒されたことにより初めて出現したものかを見極めるための心機能評価をMRI等を利用しておこなった。その結果、Derlin-3欠損マウスおよびHerp欠損マウスは、通常飼育条件下においても、収縮不全によって左室駆出率が低下し心機能低下を来していることが分かった。続いて、この心機能低下のメカニズムを探るため、経時的なMRI撮像をおこない、その発症時期特定を進めているところである。また、心機能異常の原因として知られる糖代謝異常の可能性を調べるため、PETによる解析も実施したが、野生型との差は見られなかった。今後は、心臓を用いたRNAseqによる変動遺伝子群の網羅的解析や、心機能低下の原因が心臓以外にある可能性も考え、代謝異常などの全身性の異常を想定した血液の生化学的解析も含めて多角的に進める。
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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
Derlin-3欠損マウスおよびHerp欠損マウスの心機能評価をMRIを利用しておこなった。16週齢の雄マウスを用いて調べた結果、Derlin-3欠損マウスおよびHerp欠損マウスは、通常飼育条件下においても、収縮不全によって左室駆出率が低下し心機能低下を来していることが分かった。続いて、この心機能低下のメカニズムを探るため、生後2週から16週までの経時的なMRI撮像をおこない、その発症時期特定を進めている。また、心機能異常の原因として知られる糖代謝異常の可能性を調べるため、F18-FDGを用いたPETによる解析も実施したが、野生型との差は見られなかった。今後は、心臓を中心にした解析に加えて、心機能低下の原因が心臓以外にある可能性も考え、Derlin-3欠損マウスおよびHerp欠損マウスの血液での生化学的検査による全身性の異常のスクリーニングやDerlin-3やHerpが恒常的に高発現する膵臓に注目した解析も含めて多角的に進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度の解析で得られた、通常飼育条件下でのDerlin-3欠損およびHerp欠損の心機能低下の原因を探るべく、心臓以外の臓器の異常の観点からも解析を進める。心臓以外の機能異常の解析対象候補として、ERAD因子が高発現を示し、かつDerlin-3が恒常的に高発現していることがわかっている唯一の臓器である膵臓に着目する。膵臓における機能異常、つまり消化酵素の分泌不全やインスリン分泌不全等による代謝異常による影響を想定している。まず、代謝異常の存在を解析するため、マウスの血液を用いた生化学的検査をおこなってスクリーニングする。また、高脂肪食負荷をかけた時の適応能力を調べる解析も開始しており、耐糖能や代謝異常に注目して進める。細胞レベルでは、膵臓におけるERAD因子群の挙動にも注目した解析をおこなう予定である。また、心機能低下の発症時期特定のための経時的MRI解析も引き続き進める。また、心臓や膵臓を用いたRNAseqによる網羅的解析も実施し、HerpおよびDerlin-3欠損がもたらす脆弱性のメカニズムを解明する。
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| Causes of Carryover |
実験に要する試薬や消耗品等の節約が功を奏し、当初の予定より少ない費用で研究計画を実施することができた。次年度は、心臓や膵臓のRNAseqの実施に計画当初の想定以上の費用がかかることが予想されるため、本年度の節約分を次年度に合わせて使用する予定である。
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[Journal Article] The international hereditary thrombotic thrombocytopenic purpura (TTP) registry: Key findings at enrolment until 20172019
Author(s)
van Dorland HA, Mansouri Taleghani M, Sakai K, Friedman KD, George JN, Hrachovinova I, Knobl PN, von Krogh AS, Schneppenheim R, Aebi-Huber I, Butikofer L, Largiader CR, Cermakova Z, Kokame K, Miyata T, Yagi H, Terrell DR, Vesely SK, Matsumoto M, Lammle B, Fujimura Y, Kremer Hovinga JA
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Journal Title
Haematologica
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Effects of low-dose combined oral contraceptives and protein S K196E mutation on anticoagulation factors: a prospective observational study2019
Author(s)
Takekazu Miyoshi, Hisato Oku, Saiko Asahara, Akira Okamoto, Koichi Kokame, Michikazu Nakai, Kunihiro Nishimura, Fumiyuki Otsuka, Aya Higashiyama, Jun Yoshimatsu, Toshiyuki Miyata
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Journal Title
International Journal of Hematology
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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