2014 Fiscal Year Research-status Report
各種遺伝子改変マウスを用いた急性膵炎発症関連SNARE蛋白の同定と機能解析
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25670364
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
大西 洋英 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00313023)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
真嶋 浩聡 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (10261869)
堀江 泰夫 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30282164) [Withdrawn]
三浦 光一 秋田大学, 医学部, 講師 (90375238)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 急性膵炎 / オートファジー / VAMP7 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
急性膵炎の発症機構において、オートファジーは重要な役割を果たしていると推測されてきてはいるが、その分子メカニズムの詳細は不明である。本研究においては、そのオートファジー機構の中で機能すると考えられるSNARE蛋白に焦点をあて、その蛋白の急性膵炎発症における役割を明らかにすることを目的としている。本研究においてはオートファジー機構の初期段階であるオートファゴゾームの形成に機能していると考えられているSNARE蛋白のひとつであるVAMP7に着目し、VAMP7-FLOXマウスとSPINK3-Creマウスを交配することにより、膵腺房細胞特異的VAMP7遺伝子欠損マウスを作製した。膵腺房細胞特異的VAMP7遺伝子欠損マウスにおける膵臓はマクロならびにミクロの組織学的検索では、明らかな異常は認めなかった。一方で、消化管ホルモンのコレシストキニンのアナログであるセルレインを腹腔内に投与する事で、急性膵炎を野生型マウスと膵腺房細胞特異的VAMP7遺伝子欠損マウスに惹起させると、膵腺房細胞特異的VAMP7遺伝子欠損マウスにおいては野生型マウスと比べ、膵臓の炎症程度が著明に悪化していることが明らかとなった。その原因のひとつとして、膵腺房細胞内のトリプシン活性が膵腺房細胞特異的VAMP7遺伝子欠損マウスにおいて野生型マウスに比べ著明に上昇していることが考えられた。このことから、VAMP7の膵腺房細胞特異的欠損がセルレイン惹起性急性膵炎の増悪と関係することが示唆され、VAMP7の研究を通して、急性膵炎発症におけるオートファジーの関与とそのメカニズムの解明を明らかにすべく研究を継続しているところである。
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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
これまでのSpink3-CreとVAMP7-FOLXマウスを交配させて作製した、膵腺房細胞特異的VAMP７遺伝子欠損マウスにおいては、セルレイン膵炎を惹起すると、その膵炎症の程度は野生型に比べ著明に悪化していることは上述した通りである。その事象が、本遺伝子欠損マウスにおける如何なる細胞内機能の変化によって生じているかを検討した。VAMP7はオートファジーの初期段階にてオートファゴゾームの形成に機能しているため、本マウスの膵腺房細胞のオートファジー機構について検討したが、オートファゴゾームのマーカーあであるLC3やオートライソゾームのマーカーであるLAMP-2 , ならびにオートファジーの基質であるp６２の通常時の発現レベル、ならびに絶食による低栄養にてオートファジーを活性化させた状況においてもこれらの蛋白の発現レベルは野生型マウスと比して有意差はみとめなかった。これらより、本遺伝子改変マウスにおけるセルレイン惹起性急性膵炎の増悪は、膵腺房細胞におけるオートファジー機構非依存性であること、更にオートファジー機構非依存性に本遺伝子改変マウスにおいてセルレイン膵炎惹起時には、著明なトリプシンの細胞内活性化が生じている事が明らかとなった。また、更にVAMP７遺伝子欠損マウスにおけるセルレイン膵炎増悪現象の細胞分子生物学的機構を明らかにするため、膵腺房細胞だけに限定する事無く、膵臓細胞全体に発現しているのVAMP7の急性膵炎悪化の役割を検討すべく、ptf1a遺伝子のプロモーターによりCre-recombinaseの発現が制御されているPtf1a-CreマウスとVAMP7-floxマウスを交配させて、膵細胞全てにおいてVAMP7遺伝子を欠損するマウスの作製に成功した。現在はこのマウスにおけるVAMP7の機能の解析とセルレイン膵炎惹起時の各種病理学的、分子生物学的変化を検討している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在の解析は主に、Ptf1a-CreマウスとVAMP7-floxマウスを交配させて得られた、膵臓特異的VAMP7遺伝子欠損マウスを用い、そのマウスにセルレイン膵炎を惹起することによりVAMP7の急性膵炎発症・進展における機能を解析しており、今後もその分子細胞生物学的解析を遂行してゆく予定である。また、我々が急性膵炎モデルマウスであるIRF-2ノックアウトマウスを用いて明らかにしてきたように、急性膵炎発症においてはVAMP7以外にも多種多様なSNARE蛋白が関与していると考えられる（Gastroenterology 2011）。膵臓における膵腺房細胞酵素顆粒やライゾゾーム、オートファゴゾームなどの細胞輸送は、これら各種SNARE蛋白の連関によって制御されている。更に、この連関を介した一連の細胞内小胞輸送には細胞内カルシウム濃度の変化が強く関与している。これらを鑑みて、今後の研究においてはVAMP-7に加えて他のSNARE 蛋白の急性膵炎における機能解析とその制御における細胞内カルシウム濃度変化にも焦点をあて研究を推進して行く予定である。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] The roles of interferon regulatory factors 1 and 2 in the progression of human pancreatic cancer.2014
Author(s)
Sakai T, Mashima H, Yamada Y, Goto T, Sato W, Dohmen T, Kamada K, Yoshioka M, Uchinami H, Yamamoto Y, Ohnishi H.
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Journal Title
Pancreas
Volume: 43
Pages: 909-916
Peer Reviewed
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