Chaperone-mediated autophagy modulates epithelial cell apoptosis in COPD pathogenesis

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K09672
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 沼田 尊功 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (30366257)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荒屋 潤 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90468679)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: シャペロン介在性オートファジー / LAMP2A / 慢性閉塞性肺疾患 / ヒト気道上皮細胞 / 細胞死 / アポトーシス

Outline of Annual Research Achievements

慢性閉塞性肺疾患(COPD)は喫煙を原因とし, 酸化ストレス増加に関連した細胞老化や細胞死の亢進が重要な役割を果たす。COPD病態におけるシャペロン介在性オートファジー(CMA)の蛋白質恒常性維持機構としての役割解明を目的として以下の検討を行った。
1，喫煙刺激がCMA活性に及ぼす影響を、手術検体より得られた肺組織から分離・培養したヒト気道上皮細胞(HBEC)にタバコ抽出液(CSE)刺激して検討した．CMA活性と正相関をするLysosome associated membrane protein type2A(LAMP2A)発現量を調べた結果、CSE刺激後の時間経過でLAMP2Aタンパク及びmRNA発現量は増加し,さらに抗酸化物質のマスター転写因子であるNrf2ノックダウンによる検討で、これがNrf2依存性であることが示された。またLAMP2A発現量は呼吸機能と相関し、CMAのCOPDの気道閉塞への関与が示唆された。
2、CSE刺激によるUPRとの関連性を明らかにするため、LAMP2AノックダウンのUPRへの影響を検討した。CSEはUPRとしてBip、ATF4、CHOP発現を誘導し、LAMP2AノックダウンはUPRをさらに亢進させることが示された。さらにCMA活性のUPRとアポトーシスへの関与を明らかにするため、LAMP2A発現ベクターを使用した。LAMP2A発現ベクターによりCMAを活性化すると、CSE刺激によるUPRと、CSEによるアポトーシス誘導は抑制された。
（まとめ）Nrf2-LAMP2A axisがUPRとアポトーシス制御によりCOPD病態進展に関与する可能性が示された。また、LAMP2A発現量は呼吸機能検査結果と相関した点から、CMAのCOPD病態の気道閉塞への関与の可能性が強く示唆され、今後CMA活性化を標的としたCOPD治療法開発が重要な検討課題と考えられた。

Research Products

• [Presentation] COPD病態におけるシャペロン介在性オートファジー（chaperon-mediated autophagy；CMA）の役割の検討 (2019)
  • Author(s): 保坂悠介，荒屋潤，皆川俊介，原 弘道，伊藤晶彦，中野貴之，市川晶博，斉藤那由多，吉田昌弘，橋本典生，沼田尊功，金子由美，浅野久敏，松平秀樹，大塚 崇，桑野和善
  • Organizer: 第59回日本呼吸器学会学術講演会
• [Presentation] Chaperone-mediated autophagy modulates epithelial cell apoptosis in COPD pathogenesis (2019)
  • Author(s): Hosaka Y, Araya J, Fujita Y, Tsubouchi K, Minagawa S, Hara H, Nakano T, Ito A, Ichikawa A, Saito N, Kadota T, Yoshida M, Hashimoto M, Numata N, Kaneko Y, Kuwano K
  • Organizer: The European Respiratory Society International Congress
  • Int'l Joint Research