栄養性肝ミトコンドリア代謝破綻と自己炎症の解明、RNAメチル化修飾に注目して

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11692
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 高山 房子 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (10236367)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 合葉 哲也 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (00231754) ; 古田 和幸 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 准教授 (50644936) ; 檜垣 和孝 岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (60284080)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 栄養エネルギー代謝 / RNA / エピジェネティック / 慢性炎症 / 異所性脂肪 / 酸化ストレス / NASH / 腸管上皮バリア

Outline of Annual Research Achievements

平成31年度に実施予定の実験研究①～③に加え、令和2年実施予定であった「MS生活習慣病の根底の慢性炎症」に関し、腸管上皮バリア機能とインフラマソーム活性化との関係解析に着手した。①【メタボリックシンドローム (MS) 基盤肝疾病の肝異所性脂肪病態「肝細胞内肥満」NAFLD (非アルコール性脂肪性肝疾患, nonalcoholic fatty liver disease)およびその範疇で炎症・線維化進展の著明なNASH[特許第５１０９１３４]の両病態動物モデル作製】人道的配慮の基に、ヒト発症リスクに近似させた条件での飼養、すなわち、実験動物Wistar系雄性ラットへの高脂肪・高糖餌による飼養 (4週間)を行った。このラットの半数に、さらに、一過性に「好気的エネルギー代謝に不可欠な酸素の組織供給不足」に近似させるストレスを連日負荷し飼養 (最長6週間) を続けた。実験的飼養期間完了の後、病態の評価・解析用試料として、麻酔を施したラットから臓器・血液試料を採取した。
②【栄養性肝疾患NAFLD およびNASH病態進展度の評価】肝障害に対する臨床診断基準 (血液生化学的マーカー、病理組織化学的検査) により病態進展度を評価した。
③【栄養の偏りで惹起させたNAFLDと、さらに有酸素性エネルギー代謝の反復性・一過性の軽度な阻害ストレスで惹起させたNASH病態モデルラットの肝臓におけるRNA-エピジェネティックス (RNAメチル化修飾)の解析】メチル化修飾RNA調節でRNA-EGに作動するALKBH活性を左右する補基質と補因子の肝組織中レベルの検討を行った。加えて、RNAメチル化の程度の検討のため、肝組織から抽出したRNA中のN6-メチルアデニン (m6A)量をELISA法により定量した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本課題の目的は、過栄養という外的負荷もたらす代謝リモデリングによる代謝破綻に介在するエピジェネティックスならびに自己炎症反応に関する肝実質細胞、肝内および肝外因子を明らかにすることである。解明する上で注目しているのは、過 (偏倚) 栄養への暴露で惹起される、[A]RNA-エピジェネティックス (RNAメチル化修飾) と肝ミトコンドリアストレスおよび[B]自己炎症反応である。
このため、H31年度における研究計画を、「研究実績の概要の項」にて既記述の①～③としていた。
これにより、メチル化修飾RNA調節でRNA-EGに作動するALKBH活性をメチル化RNA塩基の脱メチル化制御酵素ALKBHの補基質および補因子ならびにミトコンドリアストレスと肝脂肪性変性との相関を評価できている。
さらに、令和２年度に実施予定であった「自己炎症反応の誘発・慢性化、MS生活習慣病の根底の慢性炎症に繋がる重要な因子解析」に研究を進めた。この解析は複数の因子解明系から成るが、自己炎症疾病の発症に関与するインフラマソーム複合体の発現変動の検討実験から「腸管上皮バリア機能の変化に保護的に機能するインフラマソームが高脂肪食で過剰に反応して肝臓との臓器間クロストーク？」の解析に向けている状況である。
そこで、本研究の進捗状況は「おおむね順調に進展している」に相当すると考える。

Strategy for Future Research Activity

高脂肪・高糖摂取習慣による栄養性肝疾患における、栄養性肝代謝ストレスおよび腸管上皮ストレス、肝ミトコンドリア傷害と自己炎症の慢性化がどのようにして協調増悪化していくのかの分子基盤を追究解明し、肝実質細胞、肝内および肝外因子の同定とその機序を明らかにし、制御する基盤技術を創出する。
過栄養暴露の肝実質細胞におけるインフラマソーム構成分子の形成源や呼吸鎖の最初に位置しエネルギー産生に中心的な役割を果す肝ミトコンドリア呼吸鎖複合体Iの重要性の解明を図り、偏った栄養摂取習慣がもたらす免疫変調・破綻とミトコンドリアエネルギー代謝の破綻に対する介入方策の確立を目指す。

Causes of Carryover

令和２年度に実施予定であった「自己炎症反応の誘発・慢性化、MS生活習慣病の根底の慢性炎症に繋がる重要な因子解析」に進めた。この解析は複数の因子解明系から成るが、「腸管上皮バリア機能に保護的に機能するインフラマソームが高脂肪食で過剰に反応して肝臓との臓器間クロストーク？」実験に令和元年度に着手するため、令和2年度に購入予定であった試薬・消耗品を令和元年度中に購入する必要がでてきたため、定価による計算による経費について、前倒し支払請求を行った。若干の割引により、前倒し支払いより残高が生じた。