2011 Fiscal Year Research-status Report
肺高血圧症治療ターゲットとしての抗酸化ストレス転写因子Ｎｒｆ２の役割の解明
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23592052
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
星川 康 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (90333814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 丘 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (10195901)
福本 義弘 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70363372)
野田 雅史 東北大学, 大学病院, 助教 (70400356)
岡田 克典 東北大学, 加齢医学研究所, 准教授 (90323104)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 低酸素 / 肺高血圧 / 右心室肥大 / 肺血管リモデリング / 酸化ストレス / Nrf2 / 活性化剤 / 遺伝子改変マウス |
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| Research Abstract |
先行研究で、抗酸化ストレス転写因子Nuclear factor E2 p45-related factor 2 (以下Nrf2) 活性化剤のoltipraz投与が、野生型マウスの長期低酸素曝露による右心室肥大と肺胞管レベルの肺細動脈筋性化を抑制することを明らかにしていたが、より太い細気管支レベルの肺動脈壁肥厚も抑制することを明らかにした。Nrf2欠損マウスの低酸素による肺血管リモデリングは野生型マウスと同程度であったが、右心室肥大はより重症であった。Nrf2欠損マウスに対するoltipraz投与は低酸素による心肺病変を抑制せず、野生型マウスにおけるoltiprazの効果は、Nrf2依存性であることが示された。野生型マウス肺では低酸素曝露により酸化ストレス蓄積が招来されることが報告されており、Nrf2が活性化されていることが予想されたが、予想に反し、低酸素曝露マウス肺ではNrf2標的遺伝子NAD(P)H quinone oxidoreductase 1 (NQO1)とglutamate-cysteine ligase catalytic subunit (GCLC)発現が低下していた。特発性肺動脈性肺高血圧症 (IPAH) 患者肺におけるNQO1とGCLC遺伝子発現は、対照肺（肺癌患者の非腫瘍部）に比し有意に高値で、免疫組織染色では、肥厚肺動脈の血管内皮や特徴的な肺動脈閉塞性叢状病変内のスリット状の血管を内張りする細胞層にNQO1とGCLCの強いシグナルを認めた（この局在は、先行研究におけるosteopontin、他科からの酸化ストレスマーカーの指標：8-hydroxydeoxyguanosineとほぼ同一であった）。低酸素曝露マウス肺とIPAH患者肺ではNrf2標的遺伝子発現が全くことなる方向性を有していることが示唆された。
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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
IPAH患者肺における検討は研究目的の想定通りの結果が得られている。Nrf2欠損マウスと野生型マウスの長期低酸素曝露による右心室肥大、肺血管リモデリングの重症度比較は、想定と異なり肺血管リモデリングに差異を見いだせなかったが、右心室肥大に関してはNrf2欠損マウスでより重症であることを確認できた。Nrf2欠損マウスの長期低酸素曝露による右心室肥大、肺血管リモデリングに対するoltiprazの効果も検討でき、野生型マウスにおけるoltiprazの効果がNrf2依存性であることを示し得た。Keap1f/fマウスの繁殖に難渋しており、想定通りの結果が得られそうではあるもののnが不足している。マウス低酸素性肺血管攣縮に対するoltiprazの効果の検討は、準備が進行中である。以上より研究計画はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
Nrf2が恒常的に活性化されたKeap1 (Kelch-like ECH associating protein 1, Nrf2の抑制因子)の条件付き欠損 (Keap1f/f) マウスの繁殖に難渋し、このマウスを用いた実験課題のデータ集積が遅れている。対応策として、Keap1f/fマウスを一旦野生型マウスとバッククロスすることを計画中である。Keap1f/fマウスを用いて、Nrf2の遺伝子操作による活性化が長期低酸素曝露による心肺病変に及ぼす影響について検討する。Oltiprz投与が、マウス肺組織におけるNrf2活性化を惹起することを証明するために、野生型マウス、Nrf2欠損マウス、Keap1f/fマウスにoltiprazを投与し、肺組織核分画へのNrf2蛋白集積をWestern blot analysisで、肺組織Nrf2標的遺伝子NQO1、GCLC発現を定量RT-PCRで検討する。低酸素曝露が肺血管内皮細胞における酸化ストレス蓄積やNrf2標的遺伝子発現に及ぼす影響を評価する目的でFACSを用いてCD31陽性細胞を単離して検討する。IPAH患者肺と低酸素曝露マウス肺ではNrf2標的遺伝子の変化が全く逆方向でであったため、よりマウスモデルに近い病態を呈する慢性呼吸器疾患（慢性閉塞性肺疾患や特発性肺線維症）に合併する肺高血圧症を有する患者肺におけるNrf2標的遺伝子発現について検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
野生型マウス購入、Western blot analysis用試薬、定量RT-PCR試薬、免疫組織用試薬に加え、研究に関する討議および成果発表を目的とした旅費に研究費を使用したい。加えて投稿論文の英文校正にも研究費の使用を計画している。
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Research Products
(3 results)
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[Presentation] An Nrf2 Activator, Oltipraz Attenuates Chronic Hypoxia-induced Cardiopulmonary Alterations in Mice
Author(s)
S Eba, Y Hoshikawa, Y Mitsuishi, H Sato, T Watanabe, Y Watanabe, S Maeda, Y Okada, T Kondo
Organizer
American Thoracic Society International Conference 2012
Place of Presentation
Denver, Colorado, USA
Year and Date
２０１１年５月１１日
