2018 Fiscal Year Research-status Report
非アルコール性脂肪肝におけるオートファジー障害機序の解明-カルシウム動態の関与-
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18K15766
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| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
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Principal Investigator |
宮川 恒一郎 産業医科大学, 医学部, 助教 (20566434)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 非アルコール性脂肪性肝疾患 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD) の肝においては、ユビキチン・プロテアソーム系やオートファジー・ライソゾーム系という細胞内蛋白分解システムが抑制されている。これにより細胞内には異常蛋白が蓄積し、NAFLDの病態進展に寄与すると考えられている。現在までに我々は、遊離脂肪酸のオートファジーに及ぼす影響を解析した。高脂肪食マウスの肝臓において、オートファゴソーム蓄積が認められたが、オートファジーの選択的基質であるp62やユビキチンも増加しており、高脂肪食マウスの肝臓においては、オートファジーの後期段階が障害されていることが示唆された。そこで、詳細にautophagic fluxを解析するため、培養肝細胞を不飽和脂肪酸と飽和脂肪酸それぞれで処理し、autophagic fluxに与える影響を検討したところ、不飽和脂肪酸と異なり、飽和脂肪酸暴露において高脂肪食マウスと同様に肝細胞内にオートファゴソームが蓄積していた。そこで、オートファゴソームの合成能と分解能を評価したところ、オートファゴソームの合成能は飽和脂肪酸暴露により変化しないものの、オートファジーの後期段階が障害されていた。オートファジーの後期段階をさらに解析したところ、飽和脂肪酸暴露において、オートファゴソームとライソゾームの融合が抑制されていた。また、この障害は小胞体ストレスと相関しており、飽和脂肪酸による小胞体ホメオスタシスの破綻がオートファジー機能を抑制することがわかった（Miyagawa K, et al. Am J Pathol 2016）。しかし、どのような機序で飽和脂肪酸が惹起した小胞体ストレスがautophagic fluxを障害するかについては不明であり、今後さらなる検討が必要である。
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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
小胞体ストレス誘導は様々な機序で惹起される。代表的なものは異常蛋白の蓄積であり、それらを惹起する薬剤としてtunicamycinやpuromycin（小胞体内に異常蛋白蓄積を惹起する薬剤）がある。それらが肝細胞のオートファジーに与える影響を解析したところ、オートファジーを促進することを確認した。飽和脂肪酸においては、オートファジーをオートファゴソームとライソゾームの融合段階で抑制するため、飽和脂肪酸による小胞体ストレス誘導は異常蛋白の蓄積を介したもののみならずその他の要素も関与していることが推測された。そこで、小胞体膜のカルシウム輸送蛋白であるSERCAを阻害して小胞体ストレスを惹起したところ、飽和脂肪酸と同様にオートファゴソームとライソゾームの融合が障害された。この結果から、飽和脂肪酸による小胞体膜流動性の低下がSERCA(Ca2+-ATPase)機能低下を惹起し、autophagic fluxを障害している可能性が示唆された。この仮説をもとに、飽和脂肪酸が小胞体のカルシウムホメオスタシスに及ぼす影響の解析とオートファジー障害との関連性について検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
各種遊離脂肪酸（飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸）を負荷した培養肝細胞、および高脂肪食投与マウスの肝臓におけるSERCA蛋白発現をwestern blotで評価する。Fluo-4を用いた小胞体内のカルシウム測定実験で小胞体におけるカルシウム動態を評価する。SERCA活性化薬としては、CDN1163や生姜の成分として知られるgingerolを用いる。これらの薬剤を飽和脂肪酸で処理した培養肝細胞あるいは高脂肪食投与マウスに投与し、autophagic flux、細胞障害について検討する。
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| Causes of Carryover |
本研究は2018年度以前より行っていた研究であり、当該年度は既存の物品を使用した。未使用額は次年度に繰り越し、次年度の実験計画を遂行する。
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Research Products
(1 results)
