2015 Fiscal Year Research-status Report
IFNによるもやもや病感受性遺伝子の発現機構解析と脳血管疾患の予防医療の確立
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26460801
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| Research Institution | St. Marianna University School of Medicine |
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Principal Investigator |
人見 敏明 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (90405275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小泉 昭夫 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50124574)
小林 果 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (70542091)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | もやもや病 / 脳血管疾患 / 予防医学 / Mysterin / インターフェロン / iPS細胞 / 血管内皮細胞 / R4810K |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、我々は東アジアに共通するもやもや病感受性遺伝子mysterin（RNF213）および創始者変異R4810Kを同定した。本研究では感染症がもやもや病の環境要因であるという仮説を、①Mysterin発現活性化因子のスクリーニングおよびインターフェロン（IFN）によるmysterin遺伝子発現解析、②IFN処理したもやもや病患者iPS細胞由来血管内皮細胞（iPSECs）を用いたmysterin R4810K過剰発現による細胞分裂異常およびアポトーシスの検討、③R4810Kによる他分子とのcross talkについて検討することで証明し、脳血管疾患に共通した脳血管特異的な機能上、構造上の分子メカニズムを解明し、もやもや病をはじめとした脳血管疾患の新たな予防医療の確立を目指す。
IFN-βは、ヒト臍静脈内皮細胞（HUVECs）でmysterin遺伝子プロモーター上のSTAT1結合部位を介して、mysterin発現増加が見られた。更にTube formationおよびMigration assayにより、IFN-βによるanti-angiogenic effectはsiRNAによるmysterin抑制によってレスキューされた。また、IFN-βはもやもや病患者および健常者由来iPSECsにおいてもmysterin発現を増加し、血管形成能を減少させた。上記の結果から、mysterinはINF-βによるangiogenesis抑制の重要なmediatorであることが証明され、感染症がもやもや病発症に関与する可能性が示唆された。今後は、IFNと関連したmysterin R4810Kの機能を明らかにすることによって、感染症がもやもや病の環境因子であることを証明し、もやもや病の本態である内頸動脈閉塞に果たす役割の解明が課題である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在までに、mysterin発現活性化因子のスクリーニングとして、感染症と関連するサイトカイン（IL-1、TGF-β、PDGF BB、VEGF）とインターフェロン（IFN-α、IFN-β、IFN-γ）についてヒト子宮頸癌細胞HeLa細胞およびヒト臍静脈内皮細胞HUVECsにおいてmysterin遺伝子発現への影響を評価し、7因子の中からmysterin発現活性化因子としてIFN-βおよびIFN-γが選択できた。
得られた発現活性化因子より強い発現誘導を示したIFNβでmysterin遺伝子プロモーター上でのSTAT1結合部位を介して、mysterin発現誘導を行うことを明らかとした。更にTube formationおよびMigration assayにより、IFNβによるanti-angiogenic effectはsiRNAによるmysterin抑制によってレスキューされることが示された。また、IFN-βはもやもや病患者および健常者由来の血管内皮細胞（iPSECs）においてもmysterin発現誘導および血管形成能を低下させることが分かった。
Mysterin発現活性化因子のスクリーニングおよびIFNによるmysterin遺伝子発現解析、もやもや病患者由来iPSECを用いたIFNによるmysterin R4810K過剰発現の検討より、本年度の研究目的に達成していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、もやもや病疾患iPS細胞から分化した血管内皮細胞を用いてIFNによるmysterin発現活性化により、もやもや病感受性遺伝子mysterin変異体R4810Kの分子メカニズムと内皮機能障害を明らかにする。また研究が思い通りに進まないときの対応として、二次元電気泳動による遺伝子発現解析、樹立したmysterin R4810Kトランスジェニックマウスによる内皮機能への影響、及びもやもや病疾患iPS細胞から分化した平滑筋細胞を用いた遺伝子解析の実験を各々進めていくことで異なる視点から相補的に、mysterin遺伝子創始者変異体R4810Kの機能を特定する。
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| Causes of Carryover |
平成27年度に予定していたIFNによる血管内皮細胞におけるもやもや病感受性遺伝子mysterinの発現誘導については、平成26年度に前倒しで研究遂行することができ、mysterin R4810Kトランスジェニックマウスの樹立とともに論文投稿し、J Am Heart Assocに掲載された（Kobayashi H. et al. 2015）。そのため、次の検証実験の準備に時間を要し、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度未使用額と平成28年度助成金を併せて、R4810Kによる他分子とのcross talkについての検討を行い、その際に使用する細胞培養用試薬・器具、分子生物学的試薬、国内共同研究者のとのうち合わせ（本学-京都間の旅費）、成果発表のための旅費、それらに付随する学会参加費に充当する。
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[Journal Article] Biochemical and Functional Characterization of RNF213 (Mysterin) R4810K, a Susceptibility Mutation of Moyamoya Disease, in Angiogenesis In Vitro and In Vivo.2015
Author(s)
Kobayashi H, Matsuda Y, Hitomi T, Okuda H, Matsuda T, Imai H, Sone M, Taura D, Harada KH, Habu T, Takagi Y, Miyamoto S, Koizumi A.
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Journal Title
J Am Heart Assoc
Volume: 4
Pages: e002146
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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