イントロン性マイクロRNA-33a,-33bの脂質代謝制御機構の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461144
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 堀江 貴裕 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20565577)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 脂質代謝 / 動脈硬化 / マイクロRNA / SREBP

Outline of Annual Research Achievements

コレステロール代謝を制御する転写因子sterol regulatory element binding protein 2(SREBP2)のイントロンにマイクロRNA（microRNA;miR)-33aが存在する。これまでの研究から、miR-33a欠損マウスは組織中ABCA1上昇、血中HDL-C上昇、抗動脈硬化作用など様々な表現型を示すことが明らかとなった。ヒトにおいて脂肪酸代謝を制御するSREBP1のイントロンにはmiR-33aと相同性の高いmiR-33bが存在する。本研究では以下の点に注目しmiR-33a、miR-33bの機能をさらに詳細に解明する。
A. SREBP2のイントロンに存在するmiR-33aの各臓器における役割の解明：miR-33aは全身の臓器に広範囲に発現している。各臓器・細胞におけるmiR-33a役割を解明するため、コンディショナルmiR-33a欠損マウスの作成を行い、Floxマウスを得ることに成功した。B. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの脂質代謝における機能解析：ヒトmiR-33b配列をSREBP1のイントロンに挿入したノックインマウスを作製し、解析を行った。このマウスは肝臓におけるABCA1の発現低下を示し、血清中HDL-Cが35%の低下を示した。C. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの動脈硬化における役割の解明：miR-33bノックインマウスとアポE欠損マウスとの交配を行った。miR-33bのアレル数に応じて、動脈硬化病変が増加することが明らかとなった。動脈硬化病変中の脂質量の増加および、不安定プラークの形成を認めた。血清中のHDL-Cは約30％の低下を示した。これらの結果よりmiR-33bは新たな動脈硬化の治療標的となりうることが明らかとなった。D. miR-33a, miR-33bの生体における個々の機能解析：miR-33a欠損マウスとmiR-33bノックインマウスの交配により、miR-33a、miR-33bの有無により4種類のマウスの作製を行った。現在、表現型を解析している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度の計画は、作成したmiR-33bノックインマウスの表現型が主である。既に、通常食状態での表現型解析は論文として報告済みである。現在は、動脈硬化におけるmiR-33bの表現型の解析を推進してるが、ほぼデータはそろってきている。また、miR-33a欠損マウスとの交配による4系統のマウス作製も順調に進行しており、miR-33a,miR-33bの生体における個々の機能役割の解明を行うことができる状況となっている。miR-33aコンディショナル欠損マウスの作成に関しては、作成が完了し、まず、全身でCreを発現するマウスとの交配を行い、既に作成されている全身のmiR-33a欠損マウスとの表現型の整合性を確認した。今後、各種Creマウスとの交配を開始する予定である。以上より、概ね順調に研究計画が進展していると考える。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度も当初の計画通り研究を推進する。
A. SREBP2のイントロンに存在するmiR-33aの各臓器における役割の解明：コンディショナルmiR-33a欠損マウスと各種Creマウスとの交配を進め、各臓器におけるmiR-33の役割を解明する。B. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの脂質代謝における機能解析：通常食での表現型解析は終了したため、今後、高脂肪食などの負荷を行う。C. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの動脈硬化における役割の解明：miR-33bノックインマウスとアポE欠損マウスとの交配を行い、動脈硬化形成における役割を解明する。ほぼデータはそろっており、発表の準備を行う。D. miR-33a, miR-33bの生体における個々の機能解析（SREBP-2,-1との相互作用を含めて）miR-33欠損マウスとmiR-33bノックインマウスを掛け合わせ、個々の機能を明らかにする。現在、4系統のマウスの樹立に成功しており、今後、脂質代謝プロファイル、メタボローム解析、遺伝子発現の解析を行っていく予定である。E.ヒトにおける血中miR-33a,-33bレベルと動脈硬化性疾患との関係の検討：患者血清を用いて、動脈硬化性疾患とmiR-33の関係を明らかにする。

Causes of Carryover

基金化されているため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

最終年度分と併せて使用予定。

Research Products

• [Journal Article] Emerging Novel Biomarkers for Arteriosclerosis Obliterans. (2016)
  • Author(s): Horie T, Kimura T, Ono K.
  • Journal Title: J Atheroscler Thromb. Volume: 23(2) Pages: 171-172
  • DOI: 10.5551/jat.ED028.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Expression Patterns of miRNA-423-5p in the Serum and Pericardial Fluid in Patients Undergoing Cardiac Surgery. (2015)
  • Author(s): Miyamoto S, Usami S, Kuwabara Y, Horie T, Baba O, Hakuno D, Nakashima Y, Nishiga M, Izuhara M, Nakao T, Nishino T, Ide Y, Nakazeki F, Wang J, Ueyama K, Kimura T, Ono K.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 10(11) Pages: e0142904.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0142904.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] microRNA-33 Regulates ApoE Lipidation and Amyloid-β Metabolism in the Brain. (2015)
  • Author(s): Kim J, Yoon H, Horie T, Burchett JM, Restivo JL, Rotllan N, Ramírez CM, Verghese PB, Ihara M, Hoe HS, Esau C, Fernández-Hernando C, Holtzman DM, Cirrito JR, Ono K, Kim J.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 35(44) Pages: 14717-26
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2053-15.2015.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] MicroRNAs and High-Density Lipoprotein Cholesterol Metabolism. (2015)
  • Author(s): Ono K, Horie T, Nishino T, Baba O, Kuwabara Y, Kimura T.
  • Journal Title: Int Heart J. Volume: 56(4) Pages: 365-71
  • DOI: 10.1536/ihj.15-019.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-density lipoprotein cholesterol levels and cardiovascular outcomes in Japanese patients after percutaneous coronary intervention: a report from the CREDO-Kyoto registry cohort-2. (2015)
  • Author(s): Izuhara M, Ono K, Shiomi H, Morimoto T, Furukawa Y, Nakagawa Y, Shizuta S, Tada T, Tazaki J, Horie T, Kuwabara Y, Baba O, Nishino T, Kita T, Kimura T; CREDO-Kyoto PCI/CABG Registry Cohort-2 Investigators.
  • Journal Title: Atherosclerosis. Volume: 242(2) Pages: 632-8
  • DOI: 10.1016/j.atherosclerosis.2015.05.010.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MicroRNA-33a/b in lipid metabolism – novel “thrifty” models. (2015)
  • Author(s): Ono K, Horie T, Nishino T, Baba O, Kuwabara Y, Yokode M, Kita T, Kimura T.
  • Journal Title: Circ J. Volume: 79(2) Pages: 278-84.
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-1252.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] マイクロRNA-33を介した新たな脂質代謝制御機構の解明 (2016)
  • Author(s): 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、木村剛、尾野亘
  • Organizer: 第45回日本心脈管作動物質学会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2016-02-05 – 2016-02-06
  • Invited
• [Presentation] Srebp1のイントロンに存在するmicroRNA-33bはHDLコレステロールを減少させる (2015)
  • Author(s): 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、中尾哲史、西賀雅隆、宇佐美俊輔、出原正康、中関典子、井手裕也、小山智史、曽和尚也、矢作直也、島野仁、横出正之、北徹、木村剛、尾野亘
  • Organizer: 第23回日本血管生物医学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-10 – 2015-12-12
• [Presentation] Serum HDL Cholesterol decreases in microRNA-33b knock-in mice for an intron of sterol regulatory element-binding factor 1 (Srebf1). (2015)
  • Author(s): Takahiro Horie, Tomohiro Nishino, Osamu Baba, Yasuhide Kuwabara, Tetsushi Nakao, Masataka Nishiga, Shunsuke Usami, Masayasu Izuhara, Fumiko Nakazeki, Yuya Ide, Satoshi Koyama, Naoya Sowa, Yasuhiro Nakashima, Daihiko Hakuno, Takeshi Kimura, Koh Ono
  • Organizer: American Heart Association Scientific Sessions 2015
  • Place of Presentation: Orlando, FL
  • Year and Date: 2015-11-07 – 2015-11-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Serum HDL-C decreases in microRNA-33b knock-in mice for an intron of sterol regulatory element-binding factor 1 (Srebf1). (2015)
  • Author(s): Takahiro Horie, Tomohiro Nishino, Yasuhide Kuwabara, Osamu Baba, Takeshi Kimura, Koh Ono
  • Organizer: Basic Cardiovascular Sciences Scientific Sessions 2015
  • Place of Presentation: New Orleans, LA
  • Year and Date: 2015-07-13 – 2015-07-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Srebf1のイントロンにmicroRNA-33bをノックインしたマウスはHDLコレステロールの減少を示す (2015)
  • Author(s): 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、中尾哲史、西賀雅隆、宇佐美俊輔、出原正康、中関典子、井手裕也、小山智史、曽和尚也、矢作直也、島野仁、横出正之、北徹、木村剛、尾野亘
  • Organizer: 第47回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2015-07-09 – 2015-07-10
• [Presentation] Srebp1のイントロンに存在するmicroRNA-33bはHDLコレステロールを減少させる (2015)
  • Author(s): 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、中尾哲史、西賀雅隆、宇佐美俊輔、出原正康、中関典子、井手裕也、小山智史、曽和尚也、矢作直也、島野仁、横出正之、北徹、木村剛、尾野亘
  • Organizer: 第１回国際心血管薬物療法学会日本部会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-06-20 – 2015-06-21
• [Remarks] 京都大学循環器内科 心血管疾患分子機構解明グループ
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/kisokenkyu/metabolic/