elucidation of enos regulation mechanism by a novel resistin-like molecule beta, and Its relationship to atherosclerosis

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22H03068
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 東 幸仁 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (40346490)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸橋 達也 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 准教授 (10727069) ; 岸本 真治 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (30820667) ; 中島 歩 広島大学, 医系科学研究科(医), 共同研究講座教授 (40448262)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: 新規レジスチン様分子 / 内皮型一酸化窒素合成酵素 / ヒト血管内皮機能 / 新規血管内皮機能改善薬

Outline of Annual Research Achievements

動脈硬化の発生・維持・進展の機序としてのRELMβ/eNOS/NO pathwayの解明のために、in vitro細胞実験として、以下の実験を実施した。ヒト臍帯静脈血管内皮細胞（HUVEC）およびマウス血管内皮由来細胞（EOMAC）を用いて、RELMβ投与による細胞内NO産生量はNO感受性蛍光色素DAF-2を用いて、細胞外NO濃度をGreiss法により測定。RELMβ投与によるHUVECおよびEOMACでのeNOSの発現およびリン酸化、eNOS制御に関連するAkt、AMPK、ERK1/2、p38、JNK、PKC、HSP90の発現ならびにリン酸化をWestern blot法を用いて検討。RELMβ投与によるHUVECおよびEOMACよりmRNAを抽出して、DNAアレイおよび RNA seq によるeNOS関連遺伝子をはじめとした網羅的遺伝子解析をバイオインフォマティクスを用いた遺伝子ネットワーク解析を用いて行った。同様の検討を、RELMβ欠損マウス（作製済）とRELMβ過剰発現マウス（作製済）より得られた血管内皮細胞において行なった。RELMβ投与によるHUVECならびにEOMACの細胞遊走能、増殖能や血管形成能を検討。
また、in vivoマウス実験として、以下の実験を実施した。
RELMβ欠損マウスに脂肪食を負荷する群とコントロール群において、血圧、心拍数、心機能、尿中NO代謝産物排泄量等の測定。RELMβ過剰発現マウスとコントロール群において、血圧、心拍数、心機能、尿中NO代謝産物排泄量等の測定した。
ヒト血中RELMβ濃度測定用ELISAシステム作製した。
RELMβヒトモノクロナル抗体作製から血ヒト血中RELMβ濃度測定用ELISAキットの作製までを独自に行い、血中RELMβ濃度測定系を新規に確立した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

マクロファージにおいて飽和脂肪酸負荷や炎症刺激がRELMβの発現を増加させることや、RELMβが脂肪細胞の泡沫細胞化、血管での炎症惹起や血管増殖等によって動脈硬化を発症・進展させることを明らかにしてきた。
RELMβが動脈硬化を惹起するメカニズムとして、動脈硬化の発症・維持・進展に重要な役割をはたしている血管内皮機能との関連は明らかでない。本研究では、RELMβが血管内皮細胞、特に内皮型一酸化窒素合成酵素(eNOS)/NO pathway、ヒト血管内皮機能に及ぼす影響に関して検討すること、合わせて、血中RELMβ濃度測定が血管内皮機能のバイオマーカー、心血管イベントの予測因子となり得る可能性、さらに、本研究によりRELMβの役割を解明することで、動脈硬化発症の一端が明らかとなり、新規血管内皮機能改善薬（抗動脈硬化薬）の創薬につながる可能性を検討することを目的としている。
令和４年度には、計画していた、動脈硬化の発生・維持・進展の機序としてのRELMβ/eNOS/NO pathwayの解明のために、in vitro細胞実験を、計画通り実施することができた。また、in vivo実験として、RELMβ欠損マウスでの循環動態やNO代謝産物の測定を実施できた。
RELMβヒトモノクロナル抗体作製から血ヒト血中RELMβ濃度測定用ELISAキットの作製を実施して、血中RELMβ濃度測定系を確立した。
令和４年度は、研究計画のスケジュールに従って、研究を進展させることができた。

Strategy for Future Research Activity

RELMβ血中濃度測定と血管内皮機能および心血管イベント発症との関連を検討する。
現在、研究代表者らは、flow-mediated vasodilation (FMD)を指標に血管内皮機能を測定した10,000例余りのデータベースを有している。同時に血液ストックを有している。
対象者は、血液がストックされている心血管病リスクを有さない健常人約2,000例、生活習慣病（高血圧、糖尿病、脂質異常症）を有するが明らかな心血管合併症を有さない軽症動脈硬化症群約5,500例、冠動脈疾患、脳卒中、閉塞性動脈硬化を有する重症動脈硬化症群約2,500例とする。研究プロトコルの倫理委員会承認後、ストック血清より開発する血清ELISAシステムを用いてRELMβ濃度を測定する。また、毎年1,000例余りの対象者を追加登録可能であり、登録後、血清RELMβ濃度を測定する。
既に測定されデータベース化されている10,000例に加え、研究期間中に登録になった対象も同様に測定して解析に用いる。血清RELMβ濃度とFMDの関連を検討する。FMDに加え、これら検査指標と血清RELMβ濃度の関連も多面的に検討する。

Research Products

• [Journal Article] Current topic of vascular function in hypertension (2023)
  • Author(s): Maruhashi T, Higashi Y
  • Journal Title: Hypertens Res Volume: 46 Pages: 630
  • DOI: 10.1038/s41440-022-01147-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Endothelial Function Is Preserved in Patients with Wild-Type Transthyretin Amyloid Cardiomyopathy (2023)
  • Author(s): Hashimoto Y, Yamaji T, Kitagawa T, Nakano Y, Kajikawa M, Yoshimura K, Chayama K, Goto C, Tanigawa S, Mizobuchi A, Harada T, Yusoff FM, Kishimoto S, Maruhashi T, Fujita A, Uchiki T, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: J Clin Med Volume: 12 Pages: 2534
  • DOI: 10.3390/jcm12072534
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of exposure to radiation caused by an atomic bomb on endothelial function in atomic bomb survivors (2023)
  • Author(s): Kishimoto S, Oda N, Maruhashi T, Tanigawa S, Mizobuchi A, Yusoff FM, Fujita A, Uchiki T, Kajikawa M, Yoshimura K, Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Nakano Y, Hirota S, Yoshinaga S, Goto C, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: Front Cardiovasc Med Volume: 10 Pages: 1122794
  • DOI: 10.3389/fcvm.2023.1122794
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Self-reported total sitting time on a non-working day is associated with blunted flow-mediated vasodilation and blunted nitroglycerine-induced vasodilation (2023)
  • Author(s): Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Nakano Y, Kajikawa M, Yoshimura K, Chayama K, Goto C, Han Y, Mizobuchi A, Yusoff FM, Kishimoto S, Maruhashi T, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 12 Pages: 6366
  • DOI: 10.1038/s41598-022-10242-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Roles of Oxidative Stress and Inflammation in Vascular Endothelial Dysfunction-Related Disease (2022)
  • Author(s): Higashi Y
  • Journal Title: Antioxidants (Basel) Volume: 11 Pages: 1958
  • DOI: 10.3390/antiox11101958
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The prevalence of cardiovascular disease is higher in patients with bilateral low ankle-brachial index than in patients with unilateral low ankle-brachial index (2022)
  • Author(s): Maruhashi T, Kajikawa M, Kishimoto S, Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Mizobuchi A, Tanigawa S, Yusoff FM, Nakano Y, Chayama K, Nakashima A, Goto C, Yoshimura K, Higashi Y
  • Journal Title: Atherosclerosis Volume: 360 Pages: 8-14
  • DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2022.09.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early-Phase Changes in Serum Free Fatty Acid Levels After Glucose Intake Are Associated With Type 2 Diabetes Incidence: The Hiroshima Study on Glucose Metabolism and Cardiovascular Diseases (2022)
  • Author(s): Sasaki N, Maeda R, Ozono R, Yoshimura K, Nakano Y, Higashi Y
  • Journal Title: Diabetes Care Volume: 45 Pages: 2309-2315
  • DOI: 10.2337/dc21-2554
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Obesity and Endothelial Function (2022)
  • Author(s): Kajikawa M, Higashi Y
  • Journal Title: Biomedicines Volume: 10 Pages: 1745
  • DOI: 10.3390/biomedicines10071745
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Temporal Changes in Sparing and Enhancing Dose Protraction Effects of Ionizing Irradiation for Aortic Damage in Wild-Type Mice (2022)
  • Author(s): Hamada N, Kawano KI, Nomura T, Furukawa K, Yusoff FM, Maruhashi T, Maeda M, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: Cancers Volume: 14 Pages: 3319
  • DOI: 10.3390/cancers14143319
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of Novel Stratified Lipid Risk by "LDL-Window" and Flow-Mediated Dilation on the Prognosis of Coronary Artery Disease Using the FMD-J Study A Data (2022)
  • Author(s): Abe S, Haruyama Y, Kobashi G, Toyoda S, Inoue T, Tomiyama H, Ishizu T, Kohro T, Higashi Y, Takase B, Suzuki T, Ueda S, Yamazaki T, Furumoto T, Kario K, Koba S, Takemoto Y, Hano T, Sata M, Ishibashi Y, Node K, Maemura K, Ohya Y, Furukawa T, Ito H, Yamashina A
  • Journal Title: Circ J Volume: 86 Pages: 1444-1454
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-21-1068
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Relationship of Daily Coffee Intake with Vascular Function in Patients with Hypertension (2022)
  • Author(s): Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Nakano Y, Kajikawa M, Yoshimura K, Goto C, Mizobuchi A, Tanigawa S, Yusoff FM, Kishimoto S, Maruhashi T, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: Nutrients Volume: 14 Pages: 2719
  • DOI: 10.3390/nu14132719
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cardiovascular risk in patients receiving antihypertensive drug treatment from the perspective of endothelial function (2022)
  • Author(s): Maruhashi T, Higashi Y
  • Journal Title: Hypertens Res Volume: 45 Pages: 1322-1333
  • DOI: 10.1038/s41440-022-00936-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] White blood cell count is not associated with flow-mediated vasodilation or nitroglycerine-induced vasodilation (2022)
  • Author(s): Kishimoto S, Maruhashi T, Kajikawa M, Harada T, Yamaji T, Han Y, Mizobuchi A, Hashimoto Y, Yoshimura K, Nakano Y, Chayama K, Goto C, Yusoff FM, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 12 Pages: 8201
  • DOI: 10.1038/s41598-022-12205-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long-Term Effect of Febuxostat on Endothelial Function in Patients With Asymptomatic Hyperuricemia: A Sub-Analysis of the PRIZE Study (2022)
  • Author(s): Maruhashi T, Higashi Y, Yoshida H, Tanaka A, Eguchi K, Tomiyama H, Kario K, Kato T, Oda N, Tahara N, Oguri M, Watada H, Node K
  • Journal Title: Front Cardiovasc Med Volume: 9 Pages: 882821
  • DOI: 10.3389/fcvm.2022.882821
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Reply to a letter to the editor regarding "Short stature is associated with low flow-mediated vasodilation in Japanese men" (2022)
  • Author(s): Higashi Y, Kajikawa M, Harada T
  • Journal Title: Hypertens Res Volume: 45 Pages: 1221
  • DOI: 10.1038/s41440-022-00919-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Implantation of Hypoxia-Induced Mesenchymal Stem Cell Advances Therapeutic Angiogenesis (2022)
  • Author(s): Yusoff FM, Nakashima A, Kawano KI, Kajikawa M, Kishimoto S, Maruhashi T, Ishiuchi N, Abdul Wahid SFS, Higashi Y
  • Journal Title: Stem Cells Int Volume: 2022 Pages: 6795274
  • DOI: 10.1155/2022/6795274
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Isolated diastolic hypertension is not associated with endothelial dysfunction (2022)
  • Author(s): Han Y, Maruhashi T, Kajikawa M, Kishimoto S, Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Yusoff FM, Nakano Y, Chayama K, Nakashima A, Goto C, Yoshimura K, Higashi Y
  • Journal Title: Hypertens Res Volume: 45 Pages: 698-707
  • DOI: 10.1038/s41440-022-00854-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Beneficial Effects of Supplementation on Endothelial Function: What Mechanisms? (2022)
  • Author(s): Higashi Y
  • Journal Title: J Atheroscler Thromb Volume: 29 Pages: 1268-1270
  • DOI: 10.5551/jat.ED189
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Serum Potassium Levels of 4.5 to Less Than 5.0 mmol/L Are Associated with Better Vascular Function (2022)
  • Author(s): Maruhashi T, Kajikawa M, Kishimoto S, Takaeko Y, Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Han Y, Aibara Y, Yusoff FM, Nakano Y, Chayama K, Nakashima A, Goto C, Yoshimura K, Higashi Y
  • Journal Title: J Atheroscler Thromb Volume: 29 Pages: 1588-1602
  • DOI: 10.5551/jat.63285
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Relationship between hemoglobin A1c level and flow-mediated vasodilation in patients with type 2 diabetes mellitus receiving antidiabetic drugs (2022)
  • Author(s): Yamaji T, Harada T, Hashimoto Y, Nakano Y, Kajikawa M, Yoshimura K, Aoki G, Chayama K, Goto C, Mizobuchi A, Han Y, Yusoff FM, Kishimoto S, Maruhashi T, Nakashima A, Higashi Y
  • Journal Title: J Diabetes Investig Volume: 13 Pages: 677-686
  • DOI: 10.1111/jdi.13705
  • Peer Reviewed / Open Access