組織特異的カルパインによるマクロファージ泡沫化ならびに動脈硬化の制御

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461368
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 宮崎 章 昭和大学, 医学部, 教授 (70253721)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: カルパイン / マクロファージ / 動脈硬化

Outline of Annual Research Achievements

細胞内プロテアーゼ、カルパインファミリーのうち、唯一の非プロテアーゼ型亜種であるCalpain-6の動脈硬化病変形成における役割を検討した。LDL受容体欠損マウスに高脂肪食を負荷し、動脈硬化病変形成を誘導した。免疫組織化学的検討では、Calpain-6は動脈硬化病変の泡沫化マクロファージに局在していた。Calpain-6とLDL受容体二重欠損マウスの動脈硬化病変は、LDL受容体単独欠損マウスに比較して有意に抑制された。また、二重欠損マウスの骨髄細胞をLDL受容体単独欠損マウスに移植すると、LDL受容体単独欠損マウスの骨髄移植を施した群に比し、動脈硬化病変の形成は44％抑制された。さらに、二重欠損マウスの骨髄細胞を二重欠損マウスに移植すると、LDL受容体単独欠損マウスの骨髄移植を施した群に比し、動脈硬化病変の形成は36％抑制された。以上より、マクロファージに発現するCalpain-6はLDL受容体欠損マウスの動脈硬化病変形成に重要な役割をもつことが明らかになった。Calpain-6欠損マウス骨髄由来マクロファージによる受容体非依存的LDLの細胞取り込み（pinocytosis；飲作用）を検討すると、野生型に比し有意に低下しており、マクロファージの泡沫化も低下していた。骨髄由来マクロファージの分化誘導実験では、Calpain-6欠損によりRhoA/Rac1の発現比が低下した。すなわち、Calpain-6欠損によりRac1依存的なLDLのpinocytosisが低下していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

Calpain-6がLDL受容体欠損マウスの動脈硬化病変に存在するマクロファージに限局して発現していることから、動脈硬化病変の形成に重要な役割を持つことが示唆されていた。当該年度に行ったCalpain-6、LDL受容体欠損マウスを用いた骨髄移植実験により、マクロファージに発現するCalpain-6が動脈硬化病変形成の鍵を握ることが動かしがたい事実となった。

Strategy for Future Research Activity

LDL pinocytosisの分子機構を明らかにするために、マウスマクロファージに発現するCalpain-6結合タンパク質を、免疫沈降、質量分析を用いて網羅的に解析する。また免疫組織学的手法により、ヒト動脈硬化病変におけるCalpain-6の局在を明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] Calpastatin counteracts pathological angiogenesis by inhibiting suppressor of cytokine signaling 3 degradation in vascular endothelial cells (2015)
  • Author(s): Miyazaki T, Taketomi Y, Saito Y, Hosono T, Lei XF, Kim-Kaneyama JR, Arata S, Takahashi H, Murakami M, Miyazaki A
  • Journal Title: Circulation Research Volume: 116 Pages: 1170-1181
  • DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.305363
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Role of Hic-5 in the formation of microvilli-like structures and the monocyte-endothelial interaction that accelerates atherosclerosis (2015)
  • Author(s): Arita-Okubo S, Kim-Kaneyama JR, Lei XF, Fu WG, Ohnishi K, Takeya M, Miyauchi A, Honda H, Itabe H, Miyazaki T, Miyazaki A
  • Journal Title: Cardiovascular Research Volume: 105 Pages: 361-371
  • DOI: 10.1093/cvr/cvv003
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] NADPH oxidase deficiency exacerbates angiotensin II-induced abdominal aortic aneurysms in mice (2014)
  • Author(s): Kigawa Y, Miyazaki T, Lei XF, Nakamachi T, Oguchi T, Kim-Kaneyama JR, Taniyama M, Tsunawaki S, Shioda S, Miyazaki A
  • Journal Title: Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology Volume: 34 Pages: 2413-2420
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.114.303086
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Identification of Hic-5 as a novel scaffold for the MKK4/p54 JNK pathway in the development of abdominal aortic aneurysms (2014)
  • Author(s): Lei XF, Kim-Kaneyama JR, Arita-Okubo S, Offermanns S, Itabe H, Miyazaki T, Miyazaki A
  • Journal Title: Journal of American Heart Association Volume: 3 Pages: e000747
  • DOI: 10.1161/JAHA.113.000747
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Down-regulation of calpastatin in vascular endothelial cells confers immature and inflammatory properties to pathological neovessels (2014)
  • Author(s): 宮崎拓郎, 宮崎 章
  • Organizer: 第46回日本動脈硬化学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [Presentation] NADPH oxidase 2 deficiency exacerbates angiotensin II-induced abdominal aortic aneurysms in mice through over-activation of inflammatory macrophages (2014)
  • Author(s): 黄川恵慈, 宮崎拓郎, 宮崎 章
  • Organizer: 第46回日本動脈硬化学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-07-10 – 2014-07-11
• [Presentation] VEGF-induced down-regulation of calpastatin in vascular endothelial cells confers destabilized and pro-inflammatory properties to pathological neovessels (2014)
  • Author(s): Miyazaki T, Taketomi Y, Hosono T, Lei XF, Kim-Kaneyama JR, Arata S, Murakami M, Miyazaki A
  • Organizer: The 18th International Vascular Biology Meeting
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-04-14 – 2014-04-17
• [Presentation] Identification of Hic-5 as a novel scaffold for the MKK4/JNK2 pathway in the development of abdominal aortic aneurysms (2014)
  • Author(s): Lei XF, Kim-Kaneyama JR, Arita S, Offermanns S, Miyazaki T, Miyazaki A
  • Organizer: The 18th International Vascular Biology Meeting
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-04-14 – 2014-04-17
• [Presentation] Identification of Hic-5 as a novel regulatory factor for integrin αIIbβ3 activation and platelet aggregation in mice (2014)
  • Author(s): Kim-Kaneyama JR, Miyauchi A, Lei XF, Arita S, Eto K, Miyazaki T, Miyazaki A
  • Organizer: The 18th International Vascular Biology Meeting
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-04-11 – 2014-04-17