肝発癌抑制戦略としてのmitophagy機能回復

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25670374
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 日野 啓輔 川崎医科大学, 医学部, 教授 (80228741)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 裕一 川崎医科大学, 医学部, 講師 (60550952) ; 仁科 惣治 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70550961)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / Ｃ型肝炎ウイルス / mitophagy / Parkin / autophagy

Research Abstract

申請者はこれまでにＣ型肝炎ウイルス（HCV）全遺伝子が組み込まれたレプリコン細胞、ヒト肝細胞移植キメラマウス、HCV全遺伝子が組み込まれたトランスジェニックマウス（HCV TgM）を用いて、HCVコア蛋白がE3 ubiquitin ligaseであるParkinと結合することでParkinのミトコンドリアへの局在を阻害し、ミトコンドリア特異的autophagy（mitophagy）を抑制することを明らかにしてきた。しかし、これらの実験系ではHCV粒子は産生されておらず、ヒトのHCV感染状態とは異なる。そこで今年度は培養上清中のHCVが細胞に感染しうるHCV-JFH1株をnaive Huh7に感染させ、実際のHCV感染系におけるコア蛋白とParkinの相互関係について検討した。これまでの成績と同様にJFH1感染細胞においてもParkinのミトコンドリアへの局在が抑制された。Parkinのミトコンドリアへの局在にはリン酸化酵素であるPINK1によるParkinのリン酸化が必要であるが、HCV感染時にもPINK1によるリン酸化は阻害されておらず、コア蛋白とParkinのdirect interactionが想定された。そこでParkinをN端側とC端側の２つの領域のcDNAを合成し、yeast two hybrid assayによりコア蛋白との結合性を解析したところ、Parkin のミトコンドリアへの局在に重要な働きをする211 番目のアミノ酸を含むN 端側のParkinとのみ結合することが明らかとなった。
次にParkinとコア蛋白との結合の生物学的意義を検討するため、ParkinがHCV増殖に与える影響について検討した。上記のHCV感染をParkinのsiRNAでknock downしたところHCVの増殖が抑制されることが明らかとなった。こうした一連の成績はヒトのHCV感染における持続的な酸化ストレスの誘導を説明しうる一機序ではないかと考えられた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定ではHCVコア蛋白と結合したN端側215個のアミノ酸からなるParkinについて、さらに細分化した領域を組み込んだベクターを作成してyeast two hybrid assayを行い、HCVコア蛋白と結合するParkinの責任領域を絞り込む予定であった。現在、HCVコアとParkinとの結合によるmitophagyの抑制結果についての論文を投稿中であるが、査読者から一連の現象をHCVレプリコン細胞のみならずHCV感染系（JFH1株感染細胞）で再現するようにとの指示があり、すべての実験をやり直したため当初の予定より進捗状況がやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

当初の予定通りHCVコア蛋白と結合するParkinの責任領域を決定するとともに、HCVコア蛋白の結合責任領域を決定する予定で研究を進めていく。研究期間内に可能であればHCVコア蛋白と結合するParkinの責任領域、いわゆるdecoy Parkinを細胞内で発現させるHCV感染細胞を作成し、decoy ParkinとHCVコアが結合することによって内因性のParkinが引き起こすmitophagyが回復するか否かを確認したいと考えている。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

研究計画進捗状況の項で記載したように、投稿論文の追加実験のため平成25年度の研究計画が当初の予定よりやや遅れたため、研究経費を若干次年度に持ち越した。
当初の平成26年度の研究計画に加えて、平成25年度の研究計画の一部が平成26年度にずれ込んだため、持ち越し助成金と平成26年度助成金の両方を使って、当初予定した研究を遂行していきたい。

Research Products

• [Journal Article] Mitochondrial reactive oxygen species as a mystery voice in hepatitis C (2014)
  • Author(s): HinoK, Hara Y, Nishina S
  • Journal Title: Hepatology research : the official journal of the Japan Society of Hepatology Volume: 44 Pages: 123-32
  • DOI: 10.1111/hepr.12247
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Hepatic oxidative stress in ovariectomized transgenic mice expressing the hepatitis C virus polyprotein is augmented through suppression of AMPK/PGC-1alpha signaling (2014)
  • Author(s): Tomiyama Y, Nishina S, Hara Y, Kawase T, Hino K
  • Journal Title: Hepatol Res Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1111/hepr.12254
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New susceptibility and resistance HLA-DP alleles to HBV-related diseases identified by a trans-ethnic association study in Asia. (2014)
  • Author(s): Nishida N, Sawai H, Kashiwase K, Minami M, Sugiyama M, Tanak Y, Kurosaki M, Asahina Y, Izumi N, Orito E, Hiasa Y, Honda M, Kaneko S, Mita E, Suzuki K, Hino K, Tanaka E, Mochida S, Mawatari Y, Ohashi J, Kawashima M, Tokunaga K, Mizokami, et al M
  • Journal Title: PLOS One Volume: 9 Pages: e86449
  • DOI: 10.137/journal.pone.0086449
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Iron metabolic disorder in chronic hepatitis C: Mechanisms and relevance to hepatocarcinogenesis (2013)
  • Author(s): Hino K, Nishina S, Hara Y
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol Volume: 28 Suppl 4 Pages: 93-8
  • DOI: 10.1111/jgh.12243
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Risk factors for survival and the development of hepatocellular carcinoma in patients with primary biliary cirrhosis (2013)
  • Author(s): Tomiyama Y, Takenaka K, Kodama T, Kawanaka M, sasaki K, Nishina S, Yoshioka N, Hara Y, Hino K
  • Journal Title: Intern Med Volume: 52 Pages: 1553-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical usefulness of non-protein respiratory quotient measurement in non-alcoholic fatty liver disease (2013)
  • Author(s): Korenaga K, Korenaga M, Teramoto F, Suzuki T, Nishina S, Sasaki K, Nakashima Y, Tomiyama Y, Yoshioka N, Hara Y, Moriya T, Hino K
  • Journal Title: Hepatol Res Volume: 43 Pages: 1284-94
  • DOI: 10.1111/hepr.12095
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First jejunal vein oriented mesenteric excision for pancreatoduodenectomy (2013)
  • Author(s): Nakamura M, Nakashima H, Tsutsumi K, Matsumoto H, Muta Y, Ueno D, Yoshida K, Hino K, Urakami A, Tanaka M
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 48 Pages: 989-95
  • DOI: 10.1007/s00535-012-0697-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Treatment of nonalcoholic steatohepatitis with vitamins E and C: a pilot study (2013)
  • Author(s): Kawanaka M, Nishino K, Suehiro M, Goto D, Urata N, Oka T, Kawamoto H, Nakamura H, Yodoi J, Hino K, Yamada G
  • Journal Title: Hepatic Medicine: Evidence and Research Volume: 5 Pages: 11-16
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The hepatitis C virus core protein suppresses mitophagy by affecting Parkin
  • Author(s): Yuichi Hara, Izumi Yanatori , Masanori Ikeda, Sohji Nishina, Yasuyuki Tomiyama, Fumio Kishi, Kazunori Toida, Nobuyuki Kato, Kazuaki Chayama , Keisuke Hino
  • Organizer: Cell Sumposium Mitochondria:from Signaling to Disease
  • Place of Presentation: Sheraton Lisbosa, Lisbon, Portugal
• [Presentation] Fibroblast Activation Protein (FAP) Expression of Cancer-Associated Fibroblast Predicts Poor Prognosis in Patients With Pancreatic Adenocarcinoma
  • Author(s): Tomoya Kawase, Koji Yoshida, Keisuke Hino
  • Organizer: DDW2013(American Gastroenterological Association)
  • Place of Presentation: orange Country Convention Center, Orland FL, USA
• [Presentation] HCVコア蛋白とParkinとの相互作用によるマイトファジーの抑制
  • Author(s): 原裕一，仁科惣治，日野啓輔
  • Organizer: 第49回日本肝臓学会総会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル、東京
• [Presentation] HCVタンパクはエストロゲン欠乏起因性酸化ストレスに対する抗酸化機構を抑制する
  • Author(s): 富山恭行，小山展子，佐々木恭，仁科惣治，吉岡奈穂子，原 裕一，日野啓輔
  • Organizer: 第49回日本肝臓学会総会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル、東京
• [Presentation] Splenectomy causes hepatic inflammation and oxidative stress through activation of Kupffer cells in iron-overloaded mice
  • Author(s): Sohji Nishina, Yuichi Hara, Yasuyuki Tomiyama, Keisuke Hino
  • Organizer: 17th International Symposium on Cells of the Hepatic Sinusoid
  • Place of Presentation: Osaka International Convention Center, osaka, Japan
• [Presentation] Splenectomy causes hepatic inflammation and oxidative stress through activation of Kupffer cells in iron-overloaded mice
  • Author(s): Sohji Nishina, Yuichi Hara, Yasuyuki Tomiyama, Keisuke Hino
  • Organizer: The 64th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • Place of Presentation: Waltere Washington Convention Center, Washington DC, USA
• [Presentation] Ovariectomized transgenic mice expressing hepatitis C virus polyprotein develop hepatic steatosis through suppression of AMPK/PGC1a signaling
  • Author(s): Yasuyuki Tomiyama, Sohji Nishina , Yuichi Hara, Keisuke Hino
  • Organizer: The 64th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • Place of Presentation: Waltere Washington Convention Center, Washington DC, USA
• [Presentation] Hepatitis C virus core protein suppresses mitophagy by interacting with Parkin
  • Author(s): Yuhichi Hara, Izumi Yanatori, EmiKiyokage, Sohji Nishina, Yasuyuki Tomiyama, Kazunori Toida, Masanori Ikeda, Fumio Kishi, Nobuyuki Kato, Keisuke Hino
  • Organizer: The 64th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • Place of Presentation: Waltere Washington Convention Center, Washington DC, USA
• [Book] 診断と治療 ウイルス肝炎の新展開 (2013)
  • Author(s): 原 裕一、日野啓輔
  • Total Pages: 190
  • Publisher: 診断と治療社