2014 Fiscal Year Annual Research Report
幹前駆細胞の分化制御からみた肝線維化と再生・発癌の病態連繋
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25293179
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
稲垣 豊 東海大学, 医学部, 教授 (80193548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
紙谷 聡英 東海大学, 創造科学技術研究機構, 准教授 (30321904)
住吉 秀明 東海大学, 医学部, 講師 (60343357)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 肝線維化 / 再生 / 発がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝線維化が進行して肝硬変に至ると、肝臓が持つ本来の再生能力が損なわれるとともに、高頻度に癌（肝細胞癌）を合併する。たとえ早期に肝細胞癌を発見できても、手術後の肝再生不全の恐れのために切除手術ができない症例も経験されるなど、その対策は急務となっている。本研究では、この肝線維化と再生・発癌の病態連繋を制御する細胞間の相互作用因子として、細胞表面に発現するNotch受容体と、これを活性化するリガンドであるJagged-1のシグナル伝達に着目した。Notch/Jagged-1シグナルは胎生期の肝発生において胆管細胞への分化に重要な役割を担っているが、生後の生理的あるいは病的条件下における肝再生や発癌にどのように関わるかについては充分に解明されていない。
今年度までの研究により、コラーゲン産生細胞として肝線維化の進展において中心的役割を担っている肝星細胞の活性化に伴ってJagged-1発現が増加すること、Jagged-1遺伝子の欠失マウスと対照の野生型マウスに肝臓毒である四塩化炭素を反復投与して誘導される肝線維化の程度や星細胞の活性化状態には両群間で差がないもかかわらず、肝線維症マウスに対して70%の部分肝切除を行った後の生存率がJagged-1欠損マウスで著しく低下していた。このことから、肝線維化の進行に伴って活性化星細胞での発現が増加したJagged-1が、肝細胞のNotch受容体を介して病的条件下の肝再生を促進させる可能性が示された。
また、生後３週を経過したJagged-1欠損マウスと対照の野生型マウスに対して、肝細胞癌の誘発物質であるDiethylnitrosamine (DEN)を腹腔内に単回投与し、Notch/Jagged-1シグナルが肝発癌に及ぼす影響に関する検討に着手した。さらに、受容体側であるNotch-1およびNotch-2の遺伝子欠失マウスを継代・繁殖させ、次年度以降の研究に向けた準備を開始した。
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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
Jagged-1欠損マウスでは実験的肝線維症を誘導した際の肝再生に遅延が認められ、多くが肝再生不全により死亡するなど、肝線維化と再生の病態連繋においてNotch/Jagged-1シグナルが果たす役割について重要な知見が得られつつある。また、次年度以降に向けて、肝線維化と発癌との関連を明らかにする実験や、受容体側のNotch-1, Notch-2欠損マウスの準備も整いつつあるなど、ほぼ順調に推移している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、Notch/Jaggged-1シグナルによる線維肝に対する再生促進機序を明らかにするため、四塩化炭素の反復投与を行ったJagged-1欠損マウスと対照の野生型マウスに対して、70%部分肝切除を行った前後の肝組織から精製したRNAを用いて、マイクロアレイにより遺伝子発現プロフィールの網羅的解析と再生促進因子の抽出を行う。また、昨年度にDENの腹腔内投与を行ったJagged-1欠損マウスと対照の野生型マウスを６ヶ月以降に犠牲死させ、Notch/Jagged-1シグナルが肝発癌に及ぼす影響について検討する。
さらに、受容体側であるNotch-1およびNotch-2の遺伝子欠失マウスに対しても、上記と同様に肝線維化の進展や線維肝の再生、さらに肝発癌に対する影響を野生型マウスと比較し、リガンド(Jagged-1)と受容体(Notch-1, Notch-2)の両面からNotch/Jagged-1シグナルの意義を解明する。
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| Causes of Carryover |
本年度は、研究代表者の所属施設で既に繁殖済みの遺伝子改変マウスを用いて実験的肝線維症や肝発癌実験を行ったため、当初予想よりもマウスの使用匹数が限られた。また、肝切除前後の線維肝組織からRNAを精製してマイクロアレイ解析の準備が整ったが、実際の解析は次年度に持ち越された。これらの理由により、当初計上した遺伝子改変マウスの飼育管理費用（学内施設）や試薬類等の研究経費を全額使用するには至らなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は、Jagged-1欠損マウスを用いた肝発癌試験の解析を行うとともに、Notch-1, Notch-2欠損マウスを用いた実験も本格化するため、多数の遺伝子改変マウスの飼育管理費用が必要となる。また、肝切除前後の線維肝組織RNAを用いたマイクロアレイ解析が予定されており、多くの試薬類の購入費用が予定されている。
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Research Products
(20 results)
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[Journal Article] A novel small compound accelerates dermal wound healing by modifying infiltration, proliferation and migration of distinct cellular components in mice.2014
Author(s)
Hanako Yamaoka, Hideaki Sumiyoshi, Kiyoshi Higashi, Sachie Nakao, Kaori Minakawa, Kayo Sumida, Koichi Saito, Norihiro Ikoma, Tomotaka Mabuchi, Akira Ozawa, Yutaka Inagaki
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Journal Title
J Dermatol Sci
Volume: 74
Pages: 204-213
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Macrophage-inducible C-type lectin underlies obesity- induced adipose tissue fibrosis.2014
Author(s)
Miyako Tanaka, Kenji Ikeda, Takayoshi Suganami, Chikara Komiya, Kozue Ochi, Ibuki Shirakawa, Miho Hamaguchi, Satoshi Nishimura, Ichiro Manabe, Takahisa Matsuda, Kumi Kimura, Hiroshi Inoue, Yutaka Inagaki, Seiichiro Aoe, Sho Yamasaki, Yoshihiro Ogawa
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Journal Title
Nat Commun
Volume: 5
Pages: 4982
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Localizations and functional roles of MMP-1 in the early and advanced stages of human non-alcoholic steatohepatitis.2014
Author(s)
Hiroaki Yokomori, Isao Okazaki, Masaya Oda, Wataru Ando, Yutaka Suzuki, Tsutsui Nobuhiko, Eigoro Yamanouchi, Hajime Kuroda, Soichi Kojima, Mitsuko Hara, Yutaka Inagaki
Organizer
45th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
Place of Presentation
Boston
Year and Date
2014-11-11
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[Presentation] The serum levels of SDF-1α correlated with the fibrosis and suggested the appearance of hepatic progenitor cells in the advanced stage of NASH.2014
Author(s)
Wataru Ando, Hiroaki Yokomori, Yutaka Inagaki, Isao Okazaki, Yutaka Suzuki, Tsutsui Nobuhiro, Eigoro Tamanouchi, Hiroki Tanabe, Hajime Kuroda, Soichi Kojima, Mitsuko Hara, Masaya Oda, Takako Komiyama
Organizer
45th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
Place of Presentation
Boston
Year and Date
2014-11-11
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