Ｃ型肝炎ウイルスによる糖代謝異常の分子機序の解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24590976
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 堀田 博 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40116249)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝二 郁夫 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40356241) ; デン リン 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40437497)
• Keywords: Ｃ型肝炎ウイルス / 感染症 / 糖新生 / FoxO1 / MKP3

Research Abstract

Ｃ型肝炎ウイルス(HCV)は慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌等を引き起こすのみならず、2型糖尿病や脂肪肝と密接な関連があることが臨床的に知られている。我々は、HCV感染が糖新生制御因子である転写因子FoxO1のリン酸化を抑制し、活性化状態を持続させること、及び活性化されたFoxO1により、糖新生律速酵素遺伝子群の転写が促進され、肝細胞の糖新生が亢進することを明らかにした。昨年度は、HCV感染により、ホスファターゼであるMAPK phosphatase-5 (MKP5)ではなく、MAPK phosphatase-3 (MKP3)のmRNA及びタンパク質発現が亢進することを見出した。今年度は、HCV感染によるMPK3 発現量の上昇は、FoxO1のリン酸化低下にどのような影響を及ぼすかについて検討し、以下の結果を得た。
(1)　MKP3単独発現により、FoxO1のSer319リン酸化の程度が低下する。
(2)　単独発現したMKP3は内在性FoxO1と結合する。
(3)　MKP3は核と細胞質の両方に局在しているが、HCVレプリコン細胞あるいはHCV感染細胞に発現させたMKP3は、核から排除され、細胞質に局在する。
以上の結果から、HCV感染により、MKP3のmRNA及びタンパク質発現が亢進し、MKP3の細胞質への移行が促進されること、さらに、MKP3が細胞質におけるFoxO1との相互作用により、FoxO1の脱リン酸化反応が促進されることが示唆された。その結果、FoxO1核内蓄積（FoxO1転写活性の亢進）が惹起され、糖新生律速酵素遺伝子群の転写が促進され、肝細胞の糖新生が亢進すると考えられた。これらの成果はHCV感染による糖代謝異常誘導の分子機序の解明に貢献するものである。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでの研究でHCV感染がMAPK phosphatase-3 (MKP3)のmRNA及びタンパク質発現を促進すること及び細胞質に限局することを介してFoxO1の脱リン酸化を惹起して糖新生を誘導する可能性が明らかになった。
これらの成果は当初の計画通りであり、評価できると思われる。

Strategy for Future Research Activity

HCV感染によるFoxO1リン酸化抑制の制御機序におけるMKP3の機能をさらに解明するため、以下の解析を進める。
1. HCV感染細胞にMKP3のsiRNAを導入し、MKP3発現量をブロックすることにより、HCV感染細胞におけるFoxO1のリン酸化状態と細胞内局在並びにグルコース産生量の変化について検討する。
2. 免疫沈降法にてHCV感染細胞内のMKP3を精製し、pNPP Phosphatase Assayにて感染細胞におけるMKP3のホスファターゼ活性を測定する。
3. MKP3発現プラスミドをHuh7.5細胞に導入し、MKP3過剰発現により、細胞におけるFoxO1のリン酸化状態と細胞内局在、糖新生律速酵素遺伝子群のmRNA発現量及びグルコース産生量の変化について解析する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

成果発表のための国内旅費を計上していたが、公務の都合により、参加できなかったため。
本年は、最終年度であるので、消耗品の他に、国内および海外での成果発表のための旅費や論文投稿料などの経費を予定している。

Research Products

• [Journal Article] Impact of hepatitis C virus heterogeneity on interferon sensitivity: An overview (2014)
  • Author(s): El-Shamy A, Hotta H
  • Journal Title: World J Gastroenterol Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.3748/wjg.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of interleukin-28B polymorphisms and pegylated-interferon/ribavirin response of Indonesian chronic hepatitis C (2014)
  • Author(s): Juniastuti, Wibowo BP, Wibawa IDN, Utsumi T, Mustika S, Amin M, Wahyuni RM, Kurniawan H, Hendrayana A, Setiawan PB, Yamani LN, Soetjipto, Yano Y, Hotta H, Hayashi Y, Lusida MI.
  • Journal Title: J Clin Microbiol Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1128/JCM.00768-14
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Isolation and identification of substances with anti-hepatitis C virus activities from Kalanchoe pinnata (2014)
  • Author(s): Aoki C, Hartati S, Santi MR, Lydwina, Firdaus R, Hanafi M, Kardono LB, Shimizu Y, Sudarmono P, Hotta H
  • Journal Title: Int J Pharm Pharmaceut Sci Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutational diversity of NS5A and NS3 during triple therapy (telaprevir, pegylated-interferon-α 2b and ribavirin) for genotype 1b chronic hepatitis C (2014)
  • Author(s): Bai F, Yano Y, Kim SR, Seo Y, Miki A, Saito M, Hirano H, Momose K, Minami A, Hatazawa Y, Hayakumo T, Widasari DI, Rinonce HT, Sugano M, Tani S, Yoon S, Imoto S, Azuma T, Hotta H, Hayashi Y
  • Journal Title: Int J Mol Med Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.3892/ijmm.2014.1706.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oral administration of genetically modified Bifidobacterium displaying HCV-NS3 multi-epitope fusion protein could induce an HCV-NS3-specific systemic immune response in mice (2014)
  • Author(s): Takei S, Omoto C, Kitagawa K, Morishita N, Katayama T, Shigemura K, Fujisawa M, Kawabata M, Hotta H, Shirakawa T
  • Journal Title: Vaccine Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2014.03.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Antiviral activity of extracts from Morinda citrifolia leaves and chlorophyll catabolites pheophorbide a and pyropheophorbide a, against hepatitis C virus (2014)
  • Author(s): Ratnoglik SL, Aoki C, Sudarmono P, Komoto M, Deng L, Shoji I, Fuchino H, Kawahara N, Hotta H
  • Journal Title: Microbiol Immunol Volume: 58(3) Pages: 188-194
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12133.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anti-hepatitis C virus compounds obtained from Glycyrrhiza uralensis and other Glycyrrhiza species (2014)
  • Author(s): Adianti M, Aoki C, Komoto M, Deng L, Shoji I, Wahyuni TS, Lusida MI, Soetjipo, Fuchino H, Kawahara N, Hotta H
  • Journal Title: Microbiol Immunol Volume: 58(3) Pages: 180-187
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12127.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High rate of seronegative HCV infection in HIV-positive patients (2014)
  • Author(s): Juniastuti, Utsumi T, Nasronudin, Alimsardjono L, Amin M, Adianti M, Yano Y, Soetjipto, Hayashi Y, Hotta H, Lusida MI
  • Journal Title: Biomed Rep Volume: 2(1) Pages: 79-84
  • DOI: 10.3892/br.2013.188
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Antiviral activities of Indonesian medicinal plants in the East Java region against hepatitis C virus (2013)
  • Author(s): Wahyuni TS, Tumewu L, Permanasari AA, Apriani E, Adianti M, Rahman A, Widyawaruyanti A, Lusida MI, Fuad A, Soetjipto, Nasronudin, Fuchino H, Kawahara N, Shoji I, Deng L, Aoki C, Hotta H
  • Journal Title: Virol J Volume: 10(1) Pages: 259
  • DOI: 10.1186/1743-422X-10-259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Isolation of human monoclonal antibodies to the envelope E2 protein of hepatitis C virus and their characterization (2013)
  • Author(s): Shimizu YK, Hijikata M, Oshima M, Shimizu K, Alter HJ, Purcell RH, Yoshikura H, Hotta H
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 8(2) Pages: e55874
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0055874
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Factors of response to pegylated interferon/ribavirin combination therapy and mechanism of viral clearance (2013)
  • Author(s): Sugimoto K, Kim SR, El-Shamy A, Imoto S, Ando K, Kim KI, Tanaka Y, Yano Y, Kim SK, Hasegawa Y, Fujinami A, Ohta M, Takashi H, Hotta H, Hayashi Y, Kudo M
  • Journal Title: Dig Dis Volume: 31(5-6) Pages: 421-425
  • DOI: 10.1159/000355241.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Prediction of response to pegylated interferon/ribavirin combination therapy for chronic hepatitis C genotypes 2a and 2b and high viral load. (2013)
  • Author(s): Kim SR, El-Shamy A, Imoto S, Kim KI, Sugimoto K, Kim SK, Tanaka Y, Hatae T, Hasegawa Y, Fujinami A, Ohta M, Hotta H, Kudo M
  • Journal Title: Dig Dis Volume: 31(5-6) Pages: 426-433
  • DOI: 10.1159/000355381.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Outcome of double-filtration plasmapheresis plus interferon treatment in nonresponders to pegylated interferon plus ribavirin combination therapy (2013)
  • Author(s): Sugimoto K, Kim SR, El-Shamy A, Imoto S, Fujioka H, Kim KI, Tanaka Y, Yano Y, Kim SK, Hasegawa Y, Fujinami A, Ohta M, Hatae T, Hotta H, Hayashi Y, Kudo M
  • Journal Title: Dig Dis Volume: 31(5-6) Pages: 434-439
  • DOI: 10.1159/000355239.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polymorphisms of the core, NS3 and NS5A proteins of hepatitis C virus genotype 1b associate with development of hepatocellular carcinoma (2013)
  • Author(s): El-Shamy A, Shindo M, Shoji I, Deng L, Okuno T, Hotta H
  • Journal Title: Hepatology Volume: 58 Pages: 555-563
  • DOI: 10.1002/hep.26205
  • Peer Reviewed
• [Presentation] HCV infection, glucose metabolism disorder and liver cancer (2013)
  • Author(s): Hak Hotta
  • Organizer: 2013 the 3rd International Symposium on Infectious Disease and Signal Transduction
  • Place of Presentation: Tainan, Taiwan
  • Year and Date: 20131116-20131117
  • Invited
• [Presentation] HCV感染による糖代謝障害の分子機序 (2013)
  • Author(s): 勝二郁夫、松井千絵子、DENG Lin、堀田博
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸、日本
  • Year and Date: 20131110-20131112
• [Presentation] HCV NS5AとHepatocyte nuclear factor (HNF) -1αの相互作用と病態生理 (2013)
  • Author(s): 松井千絵子、勝二郁夫、南奈苗、Sianipar Imelda Rosalyn、 DENG Lin、堀田博
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸、日本
  • Year and Date: 20131110-20131112
• [Presentation] Ｃ型肝炎ウイルス感染によるBax活性化の分子機序の解析 (2013)
  • Author(s): DENG Lin、陳明、勝二郁夫、堀田博
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸、日本
  • Year and Date: 20131110-20131112
• [Presentation] C型肝炎ウイルス感染によるSmad1/Smad5経路の脱制御とその分子機序について (2013)
  • Author(s): 松岡陽子、朝日朱美、Deng Lin、勝二郁夫、堀田博
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸、日本
  • Year and Date: 20131110-20131112
• [Presentation] HCV NS5A interacts with SMYD3 and upregulates SMYD3-mediated expression of AGR3 mRNA (2013)
  • Author(s): Ming Chen, Xiang Gan, Lin Deng, Ikuo Shoji, Hak Hotta
  • Organizer: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20131006-20131010
• [Presentation] HCV upregulates Bim through ROS/JNK signaling pathway leading to Bax-mediated apoptosis (2013)
  • Author(s): Lin Deng, Ming Chen, Ikuo Shoji, Hak Hotta
  • Organizer: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20131006-20131010
• [Presentation] Regulation of hepatocyte nuclear factor 1α by hepatitis C virus NS5A protein (2013)
  • Author(s): Chieko Matsui, Ikuo Shoji, Nanae Minami, Imelda Rosalyn Sianipar, Lin Deng, Hak Hotta
  • Organizer: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20131006-20131010
• [Presentation] Development of a prophylactic and therapeutic vaccine against Hepatitis C virus (2013)
  • Author(s): Suratno Lulut Ratnoglik, Dapeng Jiang, Chie Aoki, Pratiwi Sudarmono, Lin Deng, Ikuo Shoji, Hak Hotta
  • Organizer: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20131006-20131010
• [Presentation] Various statins at high concentrations enhance HCV virion release from the infected cells (2013)
  • Author(s): Chie Aoki, Sri Hartati, Muhanmad Hanafi, Leonardus B.S. Kardono, Tjahjani Mirawati Sudiro, Beti Ernawati Dewi, Pratiwi Sudarmono, Yoko Shimizu, Hak Hotta
  • Organizer: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20131006-20131010
• [Presentation] Antiviral activity of chlorophyll derivatives, pheophorbide a, chlorin e6 and mono-L-aspartyl chlorin e6 (NPe6), against hepatitis C virus (2013)
  • Author(s): Hak Hotta, Chie Aoki, Suratno Lulut Ratnoglik, Pratiwi Sudarmono, Mari Komoto, Lin Deng, Ikuo Shoji, Hiroyuki Fuchino, Nobuo Kawahara
  • Organizer: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
  • Year and Date: 20131006-20131010
• [Remarks] 神戸大学医学研究科微生物学分野 研究内容
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/micro/research-2.htm
• [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫原性ポリペプチド表層発現ビフィズス菌 (2014)
  • Inventor(s): 白川利朗、堀田博、片山高嶺
  • Industrial Property Rights Holder: 白川利朗、堀田博、片山高嶺
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: PCT/JP2014/53560
  • Filing Date: 2014-02-14
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 抗C型肝炎ウイルス剤 (2013)
  • Inventor(s): 堀田博
  • Industrial Property Rights Holder: 堀田博
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2013-200930
  • Filing Date: 2013-09-27
• [Patent(Industrial Property Rights)] C型肝炎ウイルス粒子形成促進剤及びC型肝炎ウイルス粒子の産生方法 (2013)
  • Inventor(s): 堀田博、青木千恵、Pratiwi Sudarmono、他.
  • Industrial Property Rights Holder: 堀田博、青木千恵、Pratiwi Sudarmono、他.
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: PCT/JP2013/76414
  • Filing Date: 2013-09-27
  • Overseas