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2013 Fiscal Year Research-status Report

網羅的発現解析を基盤にした閉塞性肺疾患の治療標的・診断マーカーの探索とその応用

Research Project

Project/Area Number 25460102
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

首藤 剛  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 准教授 (80333524)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsマイクロアレイ / 遺伝子 / 閉塞性肺疾患 / 慢性炎症 / 粘液貯留
Research Abstract

閉塞性肺疾患は,慢性気道炎症や過剰な粘液貯留,およびこれらの症状に伴う気道閉塞を主徴とする難治性の呼吸器疾患の総称である.本研究では,本申請者が,近年,独自に確立した慢性気道炎症と粘液貯留を安定的に呈するモデルマウス (低致死率βENaC-Tgマウス) を用い,閉塞性肺疾患における治療標的または診断マーカー分子を探索し,疾患に対する新たな画期的治療薬の開発を推進することを究極の目的とする.特に今年度は,βENaC-Tgマウスの網羅的発現差異解析および創薬標的または診断マーカー候補分子の検証実験を実施した.その結果,Microarray解析 (3D-Gene,mouse oligo chip 24k,TORAY) により,βENaC-Tgマウスの肺組織においてmRNAレベルで発現変化する遺伝子の網羅的探索を行い,検出遺伝子23,474遺伝子の中で,125遺伝子がβENaC-Tgマウスにおいて200 %以上増加し,34遺伝子が50%以下に減少していることが明らかとなり,この中には,複数の興味深い病態変動遺伝子が存在することを確認した.また,Gene Ontology (GO) 解析より,細胞外や細胞膜上に分布する遺伝子・ケモカインやサイトカインの活性・結合に関与する遺伝子・細胞の遊走や免疫応答に関与する遺伝子の発現が増加していることが明らかとなった.さらに,pathway解析の結果より,βENaC-Tgマウスの肺組織においては,プロテアーゼ活性,酸化ストレス,炎症応答に関与するpathwayが強く活性化されていることが明らかになった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は,βENaC-Tgマウスの網羅的発現差異解析を主目的として研究を行った.βENaC-Tgマウスが,安定した粘液貯留および肺気腫を呈するマウスであることが証明された.まず,Microarray解析 (3D-Gene,mouse oligo chip 24k,TORAY) により,βENaC-Tgマウスの肺組織においてmRNAレベルで発現変化する遺伝子の網羅的探索を行い,検出遺伝子23,474遺伝子の中で,125遺伝子がβENaC-Tgマウスにおいて200 %以上増加し,34遺伝子が50%以下に減少していることが明らかとなり,この中には,複数の興味深い病態変動遺伝子が存在することを確認した.また,Gene Ontology (GO) 解析より,細胞外や細胞膜上に分布する遺伝子・ケモカインやサイトカインの活性・結合に関与する遺伝子・細胞の遊走や免疫応答に関与する遺伝子の発現が増加していることが明らかとなった.さらに,pathway解析の結果より,βENaC-Tgマウスの肺組織においては,プロテアーゼ活性,酸化ストレス,炎症応答に関与するpathwayが強く活性化されていることが明らかになった.なお,本年度は,更なる解析を実施する予定であったが,病態動物の供給が追いつかず,次年度への繰り越しをすることとした.

Strategy for Future Research Activity

網羅的発現解析の結果より,プロテアーゼ活性,酸化ストレス,炎症応答に関与するpathwayが,βENaC-Tgマウスの病態の特徴であることが明らかになった.そこで,今後は,これらのpathwayを標的とした化合物の病態改善効果または遺伝子改変マウスとの掛け合わせによる病態改善効果について検討を深めていく必要がある.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

本年度は,βENaC-Tgマウスの供給が実験予定に間に合わず,想定通りの実験が一部こなせなかった.来年度は,本年度実施予定であった実験を含めてβENaC-Tgマウスの閉塞性肺疾患病態に対する既存薬の作用に関する検討を実施する予定である.
本研究で実施する実験は,動物実験・細胞実験を主体とする.期間全体を通じて,動物の繁殖維持に費用を要するが,後半に特に動物実験を行う予定である.また動物実験の表現型解析に用いる,Western BlottingやELISA,定量的RT-PCR kitも計上した.また,H26年度は,網羅的解析を基盤に見出した標的分子の機能的解析を実施することから,細胞実験やsiRNA実験に要する消耗品を計上した.H26年度以降には,薬物投与実験を見据え,各種化合物にあてる予算を計上した.

  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Inhibition of post-translational N-glycosylation by HRD1 that controls the fate of ABCG5/8 transporter.2014

    • Author(s)
      Shingo Suzuki, Tsuyoshi Shuto, Takashi Sato, Masayuki Kaneko, Tappei Takada, Mary Ann Suico, Douglas M. Cyr, Hiroshi Suzuki & Hirofumi Kai
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 4 Pages: 4258

    • DOI

      10.1038/srep04258.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of Three-Dimensional Cultured HepG2 Cells in a Nano Culture Plate System: an In Vitro Human Model of Acetaminophen Hepatotoxicity.2013

    • Author(s)
      Kohei Aritomi, Yoichi Ishitsuka, Yoshiro Tomishima, Daisuke Shimizu, Nazuki Abe, Tsuyoshi Shuto, Mitsuru Irikura, Hirofumi Kai, and Tetsumi Irie.
    • Journal Title

      J Pharmacpl Sci.

      Volume: 124 Pages: 218-229

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 感染時の自然免疫受容体toll-like receptor-2(TLR2)の発現・機能調節とその炎症応答に関する研究2013

    • Author(s)
      首藤 剛
    • Journal Title

      薬学雑誌

      Volume: 133(12) Pages: 1401-1409

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mild Electrical Stimulation at 0.1-ms Pulse Width Induces p53 Protein Phosphorylation and G2 Arrest in Human Epithelial Cells.2013

    • Author(s)
      Ryosuke Fukuda, Mary Ann Suico, Kosuke Koyama, Kohei Omachi, Yukari Kai, Shingo Matsuyama, Kazunori Mitsutake, Manabu Taura, Saori Morino-Koga, Tsuyoshi Shuto and Hirofumi Kai
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 288 Pages: 16177-16126

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.442442.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 閉塞性肺疾患モデルマウスに対する去痰薬の評価2014

    • Author(s)
      首藤 剛、坂口 由起、亀井 竣輔、野原 寛文、藤川 春花、松本 千鶴、小野 智美、スイコ メリーアン、甲斐 広文
    • Organizer
      第87回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      東北大学百周年記念会館(宮城)
    • Year and Date
      20140319-20140321
  • [Presentation] The pharmacological evaluation of expectorant in mucous obstructive pulmonary disease mouse model2013

    • Author(s)
      Y. Sakaguchi, T. Shuto, S. Kamei, H. Nohara, C. Matsumoto, T. Ono, M. A. Suico, H. Kai
    • Organizer
      2013 ASCB Annual Meeting
    • Place of Presentation
      The New Orleans Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, Lousiana,USA
    • Year and Date
      20131214-20131218
  • [Presentation] 閉塞性肺疾患モデルにおける亜鉛トランスポーターZIP2の新規スプライシングアイソフォーム発現とその過剰粘液産生に及ぼす影響2013

    • Author(s)
      亀井 竣輔, 首藤 剛, 首藤 恵子, 松本 千鶴, 坂口 由起, 野原 寛文, 藤川 春花, Mary Ann Suico, 甲斐 広文
    • Organizer
      第30回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      長崎国際大学(長崎)
    • Year and Date
      20131207-20131208
  • [Presentation] 粘液貯留生閉塞性肺疾患モデルマウスにおける去痰薬の薬効評価2013

    • Author(s)
      首藤 剛
    • Organizer
      第7回次世代を担う若手医療薬科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学片平キャンパス(宮城)
    • Year and Date
      20131123-20131124
  • [Presentation] A novel splicing variant of zinc transporter ZIP2 controls mucus hypersecretory phenotype in CF and CF-like airway epithelial cells2013

    • Author(s)
      Kamei Shunsuke, Shuto Tsuyoshi, Matsumoto Chizuru, Sakaguchi Yuki, Nohara Hirofumi, Ann Suico M, Kai Hirofumi
    • Organizer
      Xth ISTERH 2013
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル東京(東京都)
    • Year and Date
      20131118-20131122
  • [Presentation] Increased IL-17C Production by the TLR3 Ligand Poly (I:C) in Primary Cystic Fibrosis Airway Epithelial Cells2013

    • Author(s)
      Tsuyoshi Shuto, Keiko Ueno-Shuto, Kouhei Onuki, Yukihiro Tasaki, Mary Ann Suico, Hirofumi Kai
    • Organizer
      Cytokine 2013
    • Place of Presentation
      Hyatt Regency San Francisco, San Francisco, Carfornia, USA
    • Year and Date
      20130929-20131003
  • [Presentation] アカデミア創薬シンポジウム「創薬から学問へ」2013

    • Author(s)
      首藤 剛
    • Organizer
      次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2013
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本)
    • Year and Date
      20130831-20130831
  • [Remarks] 熊本大学大学院薬学教育部 遺伝子機能応用学研究室

    • URL

      http://molmed730.org/index.html

URL: 

Published: 2015-05-28  

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