非アルコール性脂肪肝炎における新規病態制御因子の臨床的意義と分子機構の解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K08033
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 粟飯原 賢一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任教授 (70372711)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 守美子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 徳島大学専門研究員 (40510904) ; 池田 康将 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (60432754)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: NAFLD / ヘパリンコファクターII / 糖尿病 / リスクファクター

Outline of Annual Research Achievements

我々は、セリンプロテアーゼ・インヒビターであるヘパリンコファクターⅡ(HCⅡ)が、血管壁や間質に存在するデルマタン硫酸と協調して、トロンビン受容体のシグナルを抑制することにより、動脈硬化進展抑制や心筋リモデリング抑制、血管新生の促進、糖代謝の恒常性維持、糖尿病性腎症の進展予防に寄与することをこれまで明らかにしてきた。一方、近年非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)は、肝硬変・肝臓癌の発症やメタボリックシンドロームとの関連が注目されており、患者予後改善のための予防対策は、喫緊の課題となっている。NAFLDの発症には、肝組織におけるトロンビン作用の活性化が関わることが、これまでの研究で報告されていることから、HCⅡがNAFLDの病態進展に抑制的に働くことが予想されるが、臨床及び分子生物学的な検討は、これまで皆無である。そこで、NAFLDの発症・進展におけるHCⅡの臨床的意義およびその分子メカニズムを明らかにし、HCⅡのバイオマーカーとしての臨床応用への可能性や、治療標的分子としての可能性を探索することを本研究の目的とした。　徳島大学病院と関連病院であるJA徳島厚生連阿南医療センターの2病院に通院加療中の糖尿病患者合計305名を対象に、血漿HCⅡ活性とFIB-4 index・APRI・NAFLD fibrosis scoreの各々について、単回帰解析を行い、相関の有無について検討後に、交絡因子と成り得る臨床指標を組み入れた多変量解析を行った。その結果、血漿HCⅡ活性が独立して各肝線維化スコアリングマーカーと負の相関を示していることが明らかになった。本研究結果については、英文論文として誌上発表を行なった(J Atheroscler Thromb. 2022 Oct 14. doi: 10.5551/jat.63752.)。

Current Status of Research Progress

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

Reason

臨床研究としては、徳島大学病院と関連病院であるJA徳島厚生連阿南医療センターの2病院に通院加療中の糖尿病患者合計305名を対象に、血漿HCⅡ活性とFIB-4 index・APRI・NAFLD fibrosis scoreの各々について、単回帰解析を行い、相関の有無について検討後に、交絡因子と成り得る臨床指標を組み入れた多変量解析を行った。その結果、血漿HCⅡ活性が独立して各肝線維化スコアリングマーカーと負の相関を示していることが明らかになった。本研究結果については、英文論文として誌上発表を行なった(J Atheroscler Thromb. 2022 Oct 14. doi: 10.5551/jat.63752.)。
動物実験については、HCII欠乏状態を呈するHCIIヘテロ変異マウスにNAFLD病態を誘導するiHFC食投与を行い、NAFLDマウスモデルを作成済みである。今後血液生化学データ・病理組織学的解析及び分子生物学的解析を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

1. HCⅡ変異NAFLDモデルマウスにおける肝臓病理病変の解析
NAFLD病態を呈した野生型マウスおよびHCⅡヘテロ変異マウスの肝臓組織を採取し、HE染色およびシリウスレッド染色で光学顕微鏡レベルでの両群マウスの肝臓におけるsteatosis, inflammation, ballooning, fibrosis, F4/80陽性Kupper細胞, F4/80集簇細胞の多寡についてスコアリングし、定量評価する。また酸化ストレス病態の評価目的に凍結切片を用いてDihydroethidium染色を施行し、両群マウスでの比較を行う。
2. HCⅡ変異NAFLDモデルマウスにおける病態形成関連因子の分子生物学的解析
(1) HCⅡ変異NAFLD病態におけるTGFβ-Smadシステムの活性化機構の関与：HCⅡは肝でのTGFβの活性化を抑制することで、肝線維化を予防する可能性がある。そこで、両群マウスのTGFβの発現量の差異を確認し、さらにTGFβの下流シグナルであるSmad2/3の活性化機構についても評価する。
(2)HCⅡ変異NAFLD病態におけるレドックスシステムの動向解析：酸化ストレスの増大は、TGFβの活性化に寄与することが知られており、生体内ではレドックス作用の過少がNAFLDの病変進展に大きな影響を与える。我々は、HCⅡ変異マウスでは、粥状動脈硬化巣や線維化心筋で活性酸素種が増加していることを見出しているため(Hypertension. 2010, J Clin Invest. 2007)、HCⅡには肝組織を保護するレドックス作用が存在すると推察している。我々は、レドックスシステムに関わるマイクロ・アレイシステムを用いて有意な変動遺伝子を抽出し、候補遺伝子群のパターン解析とクラスタリング解析によるHCⅡのレドックス制御遺伝子群分類を行う。

Causes of Carryover

先行して臨床研究部門のデータの集積と論文化の研究が進展し、動物実験部門へのエフォートが若干減少し、動物実験関係の病理組織解析や、分子生物学的検討における消耗品の支出等が当初の予定通りには進行しなかったため、予算額の繰越が増えたことが原因である。今年度は、遺伝子改変動物を用いた研究にエフォートを注力するため、予定通りの消耗品や解析にかかる支出に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Plasma Heparin Cofactor II Activity Is Inversely Associated with Hepatic Fibrosis of Non-Alcoholic Fatty Liver Disease in Patients with Type 2 Diabetes Mellitus (2022)
  • Author(s): Tomoyo Hara, Ryoko Uemoto, Akiko Sekine, Yukari Mitsui, Shiho Masuda, Hiroki Yamagami, Kiyoe Kurahashi, Sumiko Yoshida, Toshiki Otoda, Tomoyuki Yuasa, Akio Kuroda, Yasumasa Ikeda, Itsuro Endo, Soichi Honda, Katsuhiko Yoshimoto, Munehide Matsuhisa, Masahiro Abe, Ken-ichi Aihara
  • Journal Title: Journal of Atherosclerosis and Thrombosis Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.5551/jat.63752
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Plasma heparin cofactor activity is inversely associated with the development NAFLD in patients with diabetes (2022)
  • Author(s): Tomoyo Hara, Mitsui Yukari, Masuda Shiho, Kiyoe Kurahashi, Sumiko Yoshida, Toshiki Otoda, Tomoyuki Yuasa, Akio Kuroda, Itsuro Endo, Munehide Matsuhisa, Masahiro Abe, Ken-ichi Aihara
  • Organizer: American Diabetes Association 82nd Scientific Sessions
  • Int'l Joint Research