2019 Fiscal Year Research-status Report
周術期管理における低酸素応答と免疫応答を指標とした生体侵襲回復能の評価
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19K09344
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
川前 金幸 山形大学, 医学部, 教授 (70254026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 薫 山形大学, 医学部, 教授 (30234975)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 低酸素 / ジアシルグリセロールキナーゼ / HIF1α / SIRT1 / AMPK / NF-kB / エネルギーセンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
損傷を受けた脳や臓器の生体応答は、急性期離脱後の回復を大きく左右すると考えられ、その評価は重要である。生体細胞を解析対象とした生体応答の評価法を確立することができれば、周術期管理に非常に有用と思われる。本研究では、臓器損傷に対する生体応答を、(1)血管破綻による血流障害によって生じる「低酸素に対する生体応答」、(2)組織損傷によって作動する「炎症応答の主要転写因子NF-kB経路」の２つの生存シグナルを評価項目として、種々の細胞・動物モデルを解析することにより、臓器損傷時の生体侵襲応答評価を行い、臨床現場の管理に役立てたいと考える。申請者は、日常の手術麻酔および集中治療管理に従事する傍ら、研究グループとして細胞内情報伝達機構に関する研究に従事し、細胞内二次伝達物質ジアシルグリセロール（DG）のリン酸化酵素DGキナーゼ（DGK）ファミリーに関して、種々の病態モデルを用いて、生体臓器における機能解析を行ってきた。その結果、サブタイプの一つであるDGKζ(ゼータ)が生体ストレス応答と密接に関連することを報告してきた。
本年度はまず、(1)の「低酸素に対する生体応答」について細胞モデルの解析を行った。野生型およびDGKζノックダウン細胞を１％低酸素環境下で培養し、低酸素応答転写因子HIF1α、NAD依存性脱アセチル化酵素SIRT1、およびエネルギーセンサーAMKPの発現を解析した。その結果、DGKζ-KO細胞では、低酸素環境下においてHIF1αの発現誘導がmRNAレベルで抑制されることが明らかとなった。また、SIRT1も低酸素環境下においてmRNAレベルでの発現低下が認められた。一方、AMPKは、低酸素環境下のDGKζ-KO細胞で、野生型細胞よりも活性化することが判明した。以上より、DGKζ-KO細胞では、低酸素応答が低下する一方、エネルギーセンサーが活性化することが示唆された。
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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
本年度の研究により、低酸素応答に関わる主要因子（低酸素応答転写因子HIF1α、NAD依存性脱アセチル化酵素SIRT1、およびエネルギーセンサーAMKP）の発現変化解析を行った結果、低酸素応答におけるDGKζ発現減少細胞の特徴を示すデータが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、DGKζノックダウン細胞およびDGKζ-KO細胞を用いて、HIF1αにより誘導される遺伝子の解析、NADの量的変化およびSIRT1の標的分子、さらに細胞のエネルギーレベル（ATP量）の解析を行い、細胞の低酸素応答におけるDGKζの機能的役割を追求する。
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| Causes of Carryover |
本年度の研究により、低酸素負荷実験において、DGKζノックダウン細胞では低酸素応答転写因子HIF1αおよびNAD依存性脱アセチル化酵素SIRT1の発現減少が認められた。次の段階として、HIF1α誘導遺伝子の同定ならびにSIRT1の標的タンパクを探索する目的で、DGKζ-KO MEF細胞も合わせて用いる予定であったが、細胞の増殖が悪く、新しくDGKζ-KOマウスからMEF細胞を樹立している最中である。このため次年度は、上記実験ならびに、細胞内エネルギーATPの測定実験を行うために翌年度分として請求した助成金を使用する予定である。
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[Presentation] DGKζ AND ENERGY METABOLISM2019
Author(s)
Kaoru Goto, Ryo Akimoto, Tomoyuki Nakano, Toshiaki Tanaka
Organizer
60th INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON “BIOLOGICAL REGULATION AND ENZYME ACTIVITY IN NORMAL AND NEOPLASTIC TISSUES
Int'l Joint Research / Invited
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