2020 Fiscal Year Research-status Report

Mechanism of palmitic acid-induced diabetic endothelial dysfunction via O-GlcNAc

Research Project

Project/Area Number	20K08503
Research Institution	National Defense Medical College
Principal Investigator	眞崎暢之防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 病院内科, 准教授 (00364795)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	足立健防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 内科学, 教授 (50231931) 高瀬凡平防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 集中治療部, 准教授 (50518214) 井戸康夫防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 内科学, 助教 (50814133)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	血管
Outline of Annual Research Achievements	O-GlcNAｃの前駆体である糖代謝ヘキソサミン経路の最終産物のUDP-GlcNAcは、糖（Glc）、アミノ酸（N）、脂肪酸（Ac）、核酸（UDP）から分子を構成され、栄養状態のセンサーといわれている。我々は血管内皮細胞への脂肪酸負荷でパルミチン酸のみが著しくO-GlcNAc修飾を上昇させることを発見した。これはパルミチン酸由来のアセチルCoAの増加以外に、ヘキソサミン経路の酵素が影響を受けて細胞内のO-GlcNAc接着が増加、または、分解が低下している可能性がある。よって、本研究はパルミチン酸負荷時のヘキソサミン経路の制限酵素のタンパク /mRNAレベルの増減について十分な検証を行うものである。現在は、パルミチン酸を付加した場合のO-GlcNAc経時的変化について、血管内皮細胞実験によって証明した。約6時間後が最も最大となり、24時間立つと逆に最低になることがわかった。また、対象群のアルブミン添加のみも同様の傾向があり、O-GlcNAcは外的刺激によって容易に変化することが分かった。これとは別に、人から採取した新鮮血管内皮細胞の解析について、フローサイトメトリーによる条件設定を進めている。まず、HUVECにて電圧、膜抗原の条件設定を行い、AAD-CD144+CD146+CD31+CD45-を成熟血管内皮細胞として検出している。一回において数個から数十個しか採取できないが、今後ソーティングへ進む。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason コロナ診療で病棟業務が忙しくなってしまったこと。および、人の移動で細胞実験が一時ストップしている。
Strategy for Future Research Activity	現在までの結果から、パルミチン酸のO-GlcNAC増加がかなり早い段階で起こることが分かった。また、対象群も傾向があることから、外的刺激に対する反応であることがわかった。これらの反応は高血糖によるヘキソサミン経路の亢進とは別の機序である可能性が高い。よって、他の脂肪酸（オレイン酸、リノール酸）の前に、mRNAレベルでどうなっているか確認する必要がある。また、高血糖＋パルミチン酸では効果が相乗化する可能性もある。これとは別に、人から採取した新鮮血管内皮細胞の解析について、フローサイトメトリーによる条件設定を進めている。さらなる条件設定には外科手術で切り取った血管から内皮細胞を取り出し、同様に検出し比較する必要があり、現在、倫理委員会に申請予定である。
Causes of Carryover	培養細胞実験は以前の研究から行ってきたので、まだ消耗品があり支出は多くかからなかった。また、コロナの影響で研究が少し遅れいていることもある。しかしながら、フローサイトリーの研究は進行しており今後も消耗品（抗体）などが必要となるため、そのまま差額を持ち越す必要がある。