2023 Fiscal Year Research-status Report
New development of emphysema prevention and treatment strategies based on fatty acid supplementation
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22K11881
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| Research Institution | Ashikaga University |
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Principal Investigator |
須永 浩章 足利大学, 工学部, 准教授 (10760077)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 弘樹 群馬大学, 大学院保健学研究科, 准教授 (20431710)
横山 知行 群馬大学, 大学院保健学研究科, 教授 (70312890)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 脂肪酸 / 肺気腫 / 脂肪酸組成 / 脂肪酸補充 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の研究成果から、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスでは先天性の肺気腫様病変をきたすこと、そのメカニズムとして、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスでは、先天性肺気腫の病態に関連する特定のタンパクAの血中濃度が対照群マウスと比較して著明に低下していることを見出した。そこで、Elovl6の欠損に伴う脂肪酸組成の変化が、肝臓でのタンパクAの発現動態、およびタンパクAをコードする遺伝子Xの発現にどのように影響するかを解明するため、培養マウス肝細胞を用いて解析を行った。
培養肝細胞にsiRNAを用いてElovl6をノックダウンさせたところ、遺伝子Xの発現が著明に低下した。次に、培養肝細胞に組成変化が認められた脂肪酸を添加したところ、特定の不飽和脂肪酸添加により遺伝子Xの発現低下を認めた。さらに、肝細胞において産生されたタンパクAの細胞外への分泌動態を検討するため、遺伝子Xの発現ベクターを作成し、タンパクAのメディウム中の濃度を検討した。その結果、タンパクAを過剰発現させた肝細胞ではElovl6のノックダウンにより、タンパクAのメディウム中濃度が有意に低下することを確認した。さらに、脂肪酸添加で同様の検討を行ったところ、特定の不飽和脂肪酸の添加によりタンパクAのメディウム中濃度が有意に低下することを確認した。また、免疫蛍光染色結果から、遺伝子Xを過剰発現させた細胞へのElovl6ノックダウンにより、タンパクAの細胞内局在が変化していることを認めた。以上の結果より、Elovl6の欠損に伴う肝細胞内の脂肪酸組成の変化が、タンパクAの産生および細胞外分泌に影響している可能性を見出した。
現在、遺伝子Xのアデノ随伴ウイルス (AAV)ベクターを作成中であり、肺気腫病態モデルマウスやElovl6欠損マウスへの外因的補充により肺気腫の発症・進展抑制効果が見られるか、検討を進めている。
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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
培養マウス肝細胞へのElovl6のノックダウン、脂肪酸添加による遺伝子XのmRNA発現およびタンパクAの細胞外への分泌動態の解析について順調に成果が得られている。また、培養マウス肝細胞でのElovl6ノックダウンによる脂質組成の解析についても順調に成果が得られており、着実に研究計画は進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、培養マウス肝細胞、喫煙暴露による肺気腫病態モデルマウス、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスの肝臓から脂質を抽出し、リピドミクス解析やメタボロミクス解析を行い、Elovl6欠損に伴うリン脂質や代謝産物などの詳細な解析を行っていく。さらに、高解像度質量顕微鏡やシングルセル解析により、肝細胞内の脂肪酸組成の変化とタンパクAの産生、タンパク結合と細胞外分泌への影響などを詳細に解析していく予定である。
また、タンパクAの発現や細胞外分泌に影響する脂肪酸・代謝産物が同定できたら、そこに拮抗するような脂質、薬剤などを同定し、Elovl6をノックダウンさせた肝細胞およびElovl6欠損マウスへ投与し、タンパクAの産生低下や細胞外分泌の抑制がキャンセルされるか、検討を進めていきたい。さらには、肺気腫病態モデルマウスやElovl6欠損マウスに対し、タンパクAの産生を制御している責任脂肪酸の外因的補充、およびAAVベクターによる肝臓へのタンパクAの過剰発現により、肺気腫病態への発症・進展抑制効果が見られるか、上記の結果と併せて検討していく予定である。
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| Causes of Carryover |
令和5年度では、遺伝子XのAAVベクターを作成し、マウスの眼窩静脈叢から投与することで、マウス肝臓における遺伝子Xの過剰発現を試みた。しかし、ベクターの力価が弱く、AAVベクター投与によるタンパクAの血中濃度上昇を確認できなかったことから、現在AAVベクターを再作成中である。従って、マウスの病態解析を十分に実施することが出来なかったため、当初の予定額を次年度へ繰り越す予定である。
（使用計画）
令和6年度に繰り越した研究費に関しては、令和5年度で解析しきれなかった肺気腫病態モデルマウス、全身および肝臓特異的Elovl6欠損マウスの病態に関する解析、AAVベクター作成、および培養実験の費用に充てる予定である。主な内訳としては、マウス飼育費、病態モデル動物の作製費、コントロールとしての野生型マウスの購入費、肝臓および肺組織・血液・培養細胞サンプルにおける脂肪酸分画の測定費、培養試薬、プラスミドDNA精製キット費、PCR用試薬および抗体購入費などである。
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[Presentation] Exploration of fatty acid composition regulating the expression of mitophagy-related protein Parkin in cardiomyocytes.2024
Author(s)
Hana Yokomachi, Hiroki Matsui, Hiroaki Sunaga, Yuka Sugiura, Tatsuya Iso, Norimichi Koitabashi, Takashi Matsuzaka, Hitoshi Shimano, Hideki Ishii, Tomoyuki Yokoyama, Masahiko Kurabayashi
Organizer
第88回 日本循環器学会学術集会
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[Presentation] Long-chain Fatty Acid Elongase, Elovl6, Exacerbates Acetaminophen-Induced Acute Kidney Injury.2024
Author(s)
Yuka Sugiura, Hiroki Matsui, Hiroaki Sunaga, Hana Yokomachi, Tatsuya Iso, Norimichi Koitabashi, Takashi Matsuzaka, Hitoshi Shimano, Hideki Ishii, Masahiko Kurabayashi, Tomoyuki Yokoyama
Organizer
第88回 日本循環器学会学術集会
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