Endoplasmic reticulum stress, Mallory-Denk body and autophagy in fatty liver disease

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K07988
• Research Institution: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• Principal Investigator: 原田 大 産業医科大学, 医学部, 教授 (00241175)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 脂肪性肝疾患 / 小胞体ストレス / 酸化ストレス / 銅 / C型肝炎 / Mallory-Denk体 / オートファジー

Outline of Annual Research Achievements

肝由来の培養細胞であるOUMS29とHuh7を用いて遊離脂肪酸の影響ならびに小胞体ストレス誘導剤の影響を検討した。遊離脂肪酸負荷では飽和脂肪酸であるパルミチン酸にて酸化ストレスと小胞体ストレスが引き起こされた。それに伴いオートファジーに異常が生じた。この時オートファゴゾームの形成、ライソゾームの酸性化とライソゾーム酵素であるカテプシン活性には異常はなかった。しかし、オートファゴゾームとライソゾームの癒合の段階に障害が存在した。これに少量のプロテアソーム阻害剤を投与するとユビキチンとp62を含むMallory-Denk体に類似した細胞内封入体が形成され、さらに濃度を上昇させるとアポトーシスを生じた。この異常には特に小胞体内のカルシウム濃度の低下が起こった。この障害はオレイン酸やエイコサペンタエン酸にて回避された。これには筋小胞体カルシウムATPaseが重要な働きをしていた。また亜鉛がパルミチン酸による小胞体ストレス、オートファジーの障害、封入体形成ならびに細胞障害を改善した。
銅負荷においても小胞体ストレスが起こり、オートファジーの障害を生じた。また、銅もMallory-Denk体類似の細胞内封入体を形成した。また銅は細胞にアポトーシスを誘導した。これらのオートファジーの異常、封入体形成ならびに細胞死は亜鉛の投与により改善した。
HCV感染によりオートファジーの障害、酸化ストレス、小胞体ストレスならびにDNA損傷が起こしたが、細胞死は起こらず、細胞増殖にも障害はなかった。このことが発癌に関係している可能性があると考えられた。またHCVを薬剤で排除後もDNA損傷は残存し、これがウイルス排除後の発癌に関連している可能性があった。
不飽和脂肪酸と亜鉛は脂肪性肝疾患を含む小胞体ストレスの関与する肝疾患においてオートファジー の改善を含む機序により細胞死を防ぐ可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Trehalose alleviates oxidative stress-mediated liver injury and Mallor-Denk body formation via activating autophagy in mice (2021)
  • Author(s): Honma Y, Sato-Morita M, Katsuki Y, Mihara H, Baba R, Hino K, Kawashima A, Ariyasu T, Harada M
  • Journal Title: Med Mol Morphol Volume: 54 Pages: 41-51
  • DOI: 10.1007/s00795-020-00258-2.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Correlation of hepatitis C virus-mediated endoplasmic reticulum stress with autophagic flux impairment and hepatocarcinogenesis. (2021)
  • Author(s): Honma Y, Miyagawa K, Hara Y, Hayashi T, Kusanaga M, Ogino N, Minami S, Oe S, Ikeda M, Hino K, Harada M.
  • Journal Title: Med Mol Morphol Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1007/s00795-020-00271-5.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of HO-1 against saturated fatty acid-induced oxidative stress in hepatocytes. (2021)
  • Author(s): Ogino N, Miyagawa K, Nagaoka K, Matsuura-Harada Y, Ogino S, Kusanaga M, Oe S, Honma Y, Harada M, Eitoku M, Suganuma N, Ogino K
  • Journal Title: Nutrients Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.3390/nu13030993.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Idiopathic copper toxicosis: Is abnormal copper metabolism a primary cause of this disease? (2020)
  • Author(s): Harada M, Honma Y, Yoshizumi T, Kumamoto K, Oe S, Harada N, Tanimoto A, Yabuki K, Karasuyama T, Yoneda A, Shibata M
  • Journal Title: Med Mol Morphol Volume: 53 Pages: 50-55
  • DOI: 10.1007/s00795-019-00227-4.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アルコール性肝障害に関する研究の進歩 (2021)
  • Author(s): 原田 大
  • Organizer: 第107回日本消化器病学会総会
  • Invited
• [Presentation] 糖による肝細胞障害機序の検討 (2020)
  • Author(s): 林 倫留, 大江 晋司, 原田 大
  • Organizer: 第56回日本肝臓学会総会
• [Presentation] C型肝炎ウイルス陰性化後の肝発癌と治療前オートファジー、細胞ストレスとの関連 (2020)
  • Author(s): 本間 雄一, 柴田 道彦, 林 倫留, 森野 加帆里, 草永 真志, 大江 晋司, 宮川 恒一郎, 阿部 慎太郎, 原田 大
  • Organizer: 第38回産業医科大学学会
• [Presentation] Correlation of pretreatment autophagy and cellular with the occurrence of post-SVR HCC in chronic hepatitis C, a propensity score matching analysis. (2020)
  • Author(s): Honma Y, Shibata M, Harada M
  • Organizer: 第24回日本肝臓学会大会
• [Presentation] 2型糖尿病での発癌機序に関する検討 (2020)
  • Author(s): 林 倫留, 大江 晋司, 草永 真志, 宮川 恒一郎, 本間 雄一, 原田 大
  • Organizer: 第52回日本臨床分子形態学会総会・学術集会
• [Presentation] 3,5-diethoxy-carbonyl-1,4-dihydrocollidine(DDC)の肝細胞への作用機序 (2020)
  • Author(s): 大江 晋司, 林 倫留, 草永 真志, 宮川 恒一郎, 本間 雄一, 原田 大
  • Organizer: 第52回日本臨床分子形態学会総会・学術集会