Research on the interaction of histones in pathophysiology of sepsis and its application

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02906
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 川原 幸一 大阪工業大学, 工学部, 教授 (10381170)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 征郎 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任教授 (20082282) ; 今泉 均 東京医科大学, 医学部, 教授 (70203304) ; 中島 利博 東京医科大学, 医学部, 教授 (90260752) ; 三浦 直樹 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 准教授 (80508036) ; 伊藤 隆史 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 講師 (20381171)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 敗血症

Outline of Annual Research Achievements

全世界で敗血症の罹患率は増え続けている。ゆえに、敗血症治療の確立は急務である。2016年、敗血症の定義が「感染症が疑われ、生命を脅かす臓器障害」と改定された。この改定には、Damage-Associated Molecular Patterns （DAMPs）の重要性が示唆される。DAMPsとは臓器障害の細胞から放出され、必ず個体死へと導く分子である。最近、細胞中の核内タンパク質・ヒストンが新規DAMPsと示された。なぜなら、ヒストンH3、H4が細胞傷害、血小板凝集を惹起するからである。しかしながら、他のヒストンである、ヒストンH2A、H2BがDAMPsとして証明されていない。すなわち、全てのヒストンのDAMPsとしての機能は完全に解明されていない。研究代表者らはヒストンH2A、H2BのTNFα産生能を見出し、そして敗血症の患者血清よりヒストンH2A、H2Bを検出した。よって本研究は、ヒストンH2A、H2Bの①放出経路と機能解明、②阻害剤の探索と封じ込め、③4種類のヒストンの病態進展における相互作用（関係性）を調べる。DAMPs・ヒストンの解明により、新規・敗血症治療の開発の研究基盤を確立する。本年度は①の解析を行った。その結果、エンドトキシン刺激のRAW264.7細胞において、ヒストンH2Aのみが放出されていた。興味深いことにH2Bは放出されていなかった。今後この解析を進める予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初、ELISAを確立する予定であり、ELISAの構築を行っていた。しかしながら、ヒストンはヒトからウサギまでアミノ酸配列がほぼ同じである。したがって、抗体の作製を断念せざるを得なかった。よって、進捗状況はやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

今年度、放出経路に関して、予想外の結果となった。そのためヒストンH2A,H2Bの放出経路を確立するために、ゲノム編集などを用いてヒストン遺伝子の３’側にタグ（HA,Hisなど）遺伝子をノックインし、再度放出経路を確認する。さらに、ヒストンの放出抑制と機能阻害について検討を行う。

Research Products

• [Journal Article] Uric acid enhances alteplase-mediated thrombolysis as an antioxidant. (2018)
  • Author(s): Kikuchi K, Setoyama K, Tanaka E, Otsuka S, Terashi T, Nakanishi K, Takada S, Sakakima H, Ampawong S, Kawahara KI, Nagasato T, Hosokawa K, Harada Y, Yamamoto M, Kamikokuryo C, Kiyama R, Morioka M, Ito T, Maruyama I, Tancharoen S.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 8(1) Pages: 15844
  • DOI: 10.1038/s41598-018-34220-1.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Application of a Novel Anti-Adhesive Membrane, E8002, in a Rat Laminectomy Model. (2018)
  • Author(s): Kikuchi K, Setoyama K, Terashi T, Sumizono M, Tancharoen S, Otsuka S, Takada S, Nakanishi K, Ueda K, Sakakima H, Kawahara KI, Maruyama I, Hattori G, Morioka M, Tanaka E, Uchikado H.
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 19(5) Pages: E1513
  • DOI: 10.3390/ijms19051513.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research