食事由来酸化ステロール蓄積による糖尿病性心筋症進展メカニズムの解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17149
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡田 健志 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (20750136)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 糖尿病性心筋症 / 酸化ステロール / ミトコンドリア機能障害 / 非アルコール性脂肪肝炎 / 心不全

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病患者では腸管の脂質吸収が亢進しており、最近になり食事由来の酸化ステロールである7-ketocholesterol（7KC）の血中濃度が、心血管疾患および糖尿病患者で高いことが報告された。長期間に及ぶ7KCの吸収・蓄積が、糖尿病動物モデルにおいてどのような影響を及ぼし表現型を呈するかを検証するために、通常食（CD、1％コレステロール含有）または高脂肪食（WD、1％コレステロール含有）と、さらにそのいずれかに0.01％(w/w)7KCを添加した餌（CD+7KC、WD＋7KC）を作成し、6週齢のオスのob/obマウスおよびdb/dbマウスに4週間投与した。その結果、体重や肝組織重量、血清脂質値は7KC添加による有意な変化を認めなかったが、血中ALT値が有意に上昇していることを見出した。そこで、7KCが肝組織に及ぼす影響とそのメカニズムの解析を行うこととした。肝組織のOil Red O染色では、CD投与群、WD投与群に比し、CD+7KC投与群、WD＋7KC投与群において脂肪滴の蓄積が有意に促進され、脂質抽出分析から肝組織中のトリグリセリド量が有意に増加していることが分かった。またF4/80染色では、CD投与群、WD投与群ともに7KCの添加により、マクロファージの浸潤が増加していた。さらに肝組織におけるmRNA・蛋白発現解析では、7KC添加食群において、炎症性サイトカイン発現が増加し、β酸化関連蛋白やオートファジー関連蛋白の発現が低下していることを見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

糖尿病動物モデルにおける7KCの影響をみるために、特殊飼料（CD、WD、CD+7KC、WD+7KC）の作成、ob/obマウスおよびdb/dbマウスへの投与実験と、肝組織における表現型とそのメカニズムの解析を実施することができた。今後、心臓の表現型について解析する予定である。また既にGC-MSによる酸化ステロールの測定系を確立している。

Strategy for Future Research Activity

6週齢のオスのob/obマウスおよびdb/dbマウスに、①CD、②CD+7KC、③WD、④WD+7KCを4週間投与した検体について、心臓組織像の確認、心臓からの酸化ステロール抽出とGC-MSによる7KCの測定を行う。また心不全マーカーやミトコンドリア機能に関わる蛋白のmRNA、蛋白発現について評価する。さらに同じモデルを用いて、長期間（16週間）の食餌投与実験もあわせて実施する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Distinct Differences in Lipoprotein Particle Number Evaluation between GP-HPLC and NMR: Analysis in Dyslipidemic Patients Administered a Selective PPARα Modulator, Pemafibrate (2021)
  • Author(s): Yamashita Shizuya、Okazaki Mitsuyo、Okada Takeshi、Masuda Daisaku、Yokote Koutaro、Arai Hidenori、Araki Eiichi、Ishibashi Shun
  • Journal Title: Journal of Atherosclerosis and Thrombosis Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.5551/jat.60764
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Resuscitated Case of Acute Myocardial Infarction with both Familial Hypercholesterolemia Phenotype Caused by Possibly Oligogenic Variants of the <i>PCSK9</i> and <i>ABCG5</i> Genes and Type I CD36 Deficiency (2021)
  • Author(s): Nishikawa Ryo、Furuhashi Masato、Hori Mika、Ogura Masatsune、Harada-Shiba Mariko、Okada Takeshi、Koseki Masahiro、Kujiraoka Takeshi、Hattori Hiroaki、Ito Ryosuke、Muranaka Atsuko、Kokubu Nobuaki、Miura Tetsuji
  • Journal Title: Journal of Atherosclerosis and Thrombosis Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.5551/jat.58909
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dietary Oxysterol, 7-Ketocholesterol Accelerates Hepatic Lipid Accumulation and Macrophage Infiltration in Obese Mice (2021)
  • Author(s): Chang Jiuyang、Koseki Masahiro、Saga Ayami、Kanno Kotaro、Higo Tomoaki、Okuzaki Daisuke、Okada Takeshi、Inui Hiroyasu、Tanaka Katsunao、Asaji Masumi、Zhu Yinghong、Kamada Yoshihiro、Ono Masafumi、Saibara Toshiji、Ichi Ikuyo、Ohama Tohru、Nishida Makoto、Yamashita Shizuya、Sakata Yasushi
  • Journal Title: Frontiers in Endocrinology Volume: 11 Pages: －
  • DOI: 10.3389/fendo.2020.614692
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development and Clinical Application of an Enzyme-Linked Immunosorbent Assay for Oxidized High-Density Lipoprotein (2020)
  • Author(s): Okada Takeshi、Sumida Mizuki、Ohama Tohru、Katayama Yuki、Saga Ayami、Inui Hiroyasu、Kanno Kotaro、Masuda Daisaku、Koseki Masahiro、Nishida Makoto、Sakata Yasushi、Yamashita Shizuya
  • Journal Title: Journal of Atherosclerosis and Thrombosis Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.5551/jat.56887
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 食餌由来7-ketocholesterolが糖尿病モデルラットの左室の収縮能、拡張能に及ぼす影響の検討 (2020)
  • Author(s): 岡田健志、小関正博、井手盛子、齋藤茂芳、常久洋、冠野昂太郎、乾洋勉、朱穎竑、大濱透、西田誠、山下静也、坂田泰史
  • Organizer: 第62回 日本脂質生化学会
• [Presentation] Targeted Exon Sequencing of Lipid-Related Genes in Patients with Familial Hypercholesterolemia (2020)
  • Author(s): Takeshi Okada, Masahiro Koseki, Makoto Nishida, Hiroyasu Inui, Kotaro Kanno, Ayami Saga, Tohru Ohama, Takeshi Kujiraoka, Hiroaki Hattori, Shizuya Yamashita, Yasushi Sakata
  • Organizer: 第52回日本動脈硬化学会総会・学術集会
• [Presentation] The Current Status of Achievement of Low-density Lipoprotein Cholesterol Management Targets in Familial Hypercholesterolemia Patients in Osaka University Hospital (2020)
  • Author(s): Takeshi Okada, Masahiro Koseki, Hiroyasu Inui, Kotaro Kanno, Jiuyang Chang, Yinghong Zhu, Ayami Saga, Masumi Asaji, Tohru Ohama, Makoto Nishida, Shizuya Yamashita, Yasushi Sakata
  • Organizer: 第84回日本循環器学会学術集会
• [Presentation] ヒト脂肪組織由来間葉系幹細胞を用いた劇症型心筋炎に対する新規治療法の開発 (2020)
  • Author(s): 岡田健志、小関正博、乾洋勉、田中克尚、常久洋、冠野昂太郎、嵯峨礼美、朱穎竑、朝治眞澄、倉田隼人、西田浩之、大濱透、西田誠、坂田泰史
  • Organizer: 第20回日本再生医療学会総会
• [Presentation] Targeted Exon Sequencing Reveals Overlapping of Lipid-Related Gene Variants in Patients with Clinically Diagnosed Familial Hypercholesterolemia (2020)
  • Author(s): Takeshi Okada, Masahiro Koseki, Makoto Nishida, Katsunao Tanaka, Hiroyasu Inui, Kotaro Kanno, Ayami Saga, Tohru Ohama, Takeshi Kujiraoka, Hiroaki Hattori, Shizuya Yamashita, Yasushi Sakata
  • Organizer: 第85回日本循環器学会学術集会
• [Presentation] Prevalence of Coronary Artery Disease and Achievement of Low-density Lipoprotein Cholesterol Management Targets in Familial Hypercholesterolemia Patients at Osaka University Hospital (2020)
  • Author(s): Takeshi Okada, Masahiro Koseki, Hiroyasu Inui, Kotaro Kanno, Ayami Saga, Tohru Ohama, Makoto Nishida, Shizuya Yamashita, Yasushi Sakata
  • Organizer: 88th European Atherosclerosis Society (EAS) Congress 2020
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Targeted Exon Sequencing of Lipid-Related Genes in Patients with Clinically Diagnosed Familial Hypercholesterolemia (2020)
  • Author(s): Takeshi Okada, Masahiro Koseki, Makoto Nishida, Katsunao Tanaka, Hiroyasu Inui, Kotaro Kanno, Ayami Saga, Tohru Ohama, Takeshi Kujiraoka, Hiroaki Hattori, Shizuya Yamashita, Yasushi Sakata
  • Organizer: American Heart Association (AHA) 2020 Scientific Sessions
  • Int'l Joint Research