2020 Fiscal Year Research-status Report
Role of membrane lipid-modulated signal transductions in endotoxin hyperresponse of fatty livers
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20K07349
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
Qin XianYang 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (60756815)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非アルコール性脂肪性肝炎 / 脂肪肝 / トランスグルタミナーゼ / エンドトキシン / 微小環境 / in situイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪肝において腸管由来の細菌性エンドトキシン（LPS）の過剰反応が亢進し、非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）などの病態を進展させる。分子間接着因子トランスグルタミナーゼ（TG2） は、Gln-Lys 残基間に架橋結合を形成する酵素ファミリーの代表的分子で、細胞死をはじめ数多くの生理的・病理的現象に深く関わる。本研究では、脂肪肝の微小環境においてLPS刺激に対する炎症反応並びにNASHの発症においてTG2活性化の役割の解明を目的とする。本年度は、TG2基質プローブのビオチン化ペンチルアミン（5BAPA）の腹部注射を用いたTG2の架橋酵素活性のin situ可視化技術を開発し、高脂肪食飼育マウスにおいてTG2活性化とLPSに対する過剰反応との関連を調査した。その結果、C57BL/6Jマウスに対し高脂肪食を4週間と12週間にわたり投与し、低濃度LPS（0.25 mg/kg）を腹部注射し、20時間後に5BAPA（100 mg/kg）を腹部注射し、さらに4時間後に血液及び肝組織を回収し凍結切片を作製した。Dihydroethidium（DHE）染色により肝の酸化ストレス、血中ALT値により肝障害を評価し、脂肪肝においてLPSに対する過剰反応を検証した。TRITC標識ストレプトアビジンを用いた免疫染色によりTG2の活性化を評価したところ、正常肝では、低濃度LPS投与によるTG2活性化の誘導効果が見られず、12週間高脂肪食飼育したマウスの肝組織では酸化ストレスと肝障害の増加とともにTG2の活性化の増加が見られた。それに対して、4週間高脂肪食飼育したマウスの肝組織ではそれらの効果が見られなかった。以上の結果から、TG2活性化と脂肪肝の微小環境においてLPS刺激に対する炎症反応との関連が示唆された。
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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
高脂肪食飼育マウスを用いてLPS刺激に対する過剰反応のモデル構築に成功した。TG2基質プローブのビオチン化ペンチルアミンの腹部注射を用いてTG2架橋酵素活性のin situ可視化技術の開発に成功した。これらの技術を用いて脂肪肝の微小環境においてLPS刺激に対する炎症反応とTG2活性化との関連を確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）RNA-seqやMALDI-TOFMSを用いたマルチオミクス解析により脂肪肝の微小環境においてLPS刺激に対する炎症反応の分子機構を解析する。２）非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の病態マウスモデルを用いてTG2架橋酵素活性のin situ可視化技術によりNASH発症とTG2活性化との関連を調査する。３）TG2活性阻害剤や酸化ストレス抑制剤を用いて脂肪肝においてLPSに対する過剰反応やNASH発症への抑制効果を調査する。
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| Causes of Carryover |
理由：コロナの影響で旅費は使用しなかった。またマルチオミクス解析に関わる経費を確保するため、次年度使用額が生じた。
使用計画： RNA-seqを用いたトランスクリプトーム解析とnLC-MS/MSを用いたプロテオーム解析の受託解析並びに理研所内の共通設備を利用する。
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