メタボリックシンドローム・動脈硬化における終末糖化産物・血管炎症の意義

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461371
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 小山 英則 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (80301852)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: RAGE / 動脈硬化 / 血管炎症 / 小胞体ストレス

Outline of Annual Research Achievements

Receptor for advanced glycation end-products (RAGE)は血管細胞の炎症反応を媒介することにより、血管炎症、 動脈硬化進展に関与することが想定されている。細胞表面のRAGEは厳密に調節された細胞内情報伝達により切断(shedding)され、RAGEの炎症作用が修飾される可能性がある。我々はヒト血管内皮細胞を用いて、炎症シグナルとRAGE sheddingの関連を検討してきた。アデノウイルスによりRAGEを過剰発現した内皮細胞において、tumor necrosis factor-α; (TNF-α)はRAGE sheddingを著明に誘導し、その作用はA Disintegrin and metalloproteinase domain-containing protein (ADAM) 10の発現に依存することがsiRNAを用いたgene knockdown実験により明らかになった。類似のADAM17, matrix metalloproteinase (MMP) 2 and MMP9の発現はRAGE sheddingに影響しなかった。RAGEの内因性リガンドであるS100PおよびHMGB1の添加によりRAGE sheddingは増強され、またTNF-α;によるRAGE sheddingの誘導はS100Pのknockdownにより阻害されたことより、内因性リガンドによるRAGE活性化がこのプロセスに必須であることが示された。TNF-αの細胞内情報伝達経路として、JNK-及びp38-MAP kinaseの関与が、MAP kinase阻害薬によるRAGE sheddingの抑制から推測された。TNF-αは有意に小胞体ストレスにかかわるactivating transcription factor (ATF)-4の発現を誘導し, 一方他の小胞体ストレス経路であるX-box binding protein (XBP)-1に対する影響は軽微であった。最後にATF-4のknockdownにより、TNF-α刺激後のADAM10の活性化とRAGE sheddingは有意に抑制された。反対にXBP-1 knockdownはRAGE sheddingに大きな影響を与えなかった。これらの結果から、ヒト血管内皮細胞においてTNF-αは、JNK- , p38-MAP kinaseとATF-4を介してADAM10活性化、RAGE sheddingを誘導することが明らかになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

In vitroでの炎症シグナルによるRAGE切断機序はほぼ明らかにできたと考えている。研究成果の経過についても、国際学会で発表した(9th Metabolc syndrome, Type 2 Diaetes and Atherosclerosis Congress, Sep 12-14, 2014, Kyoto)。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は、内皮特異的RAGEトランスジェニックマウス(endo-RAGE Tg)におけるRAGE sheddingとER stressの関連を検討する。ヒトRAGEを内皮特異的に強制発現させたendo-RAGE Tg (CV遺伝背景)マウスは研究協力者の山本博教授(金沢大学)より導入済である。endo-RAGE Tgまたは対照マウスにTNF-αまたはLPSを投与し、RAGE sheddingを、血中ヒトsRAGEを測定することにより評価可能なモデルを確立する。短期実験としてthapsigargin, tunicamycinなどによる小胞体ストレス惹起物質を投与し血中sRAGEを同様に測定する。また、小胞体ストレスの阻害作用を有するtauroursodeoxycholic acid (TUDCA), 4-phenylbutyrate (4-PBA)投与による、TNF-α、LPSによる血中sRAGE増加の抑制作用を検討する。

Research Products

• [Journal Article] Sleep, cardiac autonomic function, and carotid atherosclerosis in patients with cardiovascular risks: HSCAA Study (2015)
  • Author(s): Kadoya M, Koyama H, Kurajoh M, Kanzaki A, Hatayama M, Okazaki H, Shoji T, Moriwaki Y, Yamamoto T, Emoto M, Inaba M, Namba M
  • Journal Title: Atherosclerosis Volume: 238 Pages: 409-414
  • DOI: doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2014.12.032.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of nutritional supplementation on fatigue, and autonomic and immune dysfunction in patients with end-stage renal disease: a randomized, double-blind, placebo-controlled, multicenter trial (2015)
  • Author(s): F ukuda S, Koyama H, Kondo K, Fujii H, Hirayama Y, Tabata T, Okamura M, Yamakawa T, Okada S, Hirata S, Kiyama H, Kajimoto O, Watanabe Y, Inaba M, Nishizawa Y
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Pages: e0119578
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0119578. eCollection 2015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of effects of pioglitazone and glimepiride on plasma soluble RAGE and RAGE expression in peripheral mononuclear cells in type 2 diabetes: Randomized controlled trial (PioRAGE) (2014)
  • Author(s): Koyama H, Tanaka S, Monden M, Shoji T, Morioka T, Fukumoto S, Mori K, Emoto M, Shoji T, Fukui M, Fujii H, Nishizawa Y, Inaba M
  • Journal Title: Atherosclerosis Volume: 234 Pages: 329-334
  • DOI: doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2014.03.025
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Plasma Brain-Derived Neurotrophic Factor and Reverse Dipping Pattern of Nocturnal Blood Pressure in Patients with Cardiovascular Risk Factors (2014)
  • Author(s): Kadoya M, Koyama H, Kanzaki A, Kurajoh M, Hatayama M, Shiraishi M, Okazaki H, Shoji T, Moriwaki Y, Yamamoto T, Inaba M, Namba M
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Pages: e105977
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0105977. eCollection 2014
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Inflammation and shedding of receptor for AGE (RAGE): roles of ER stress. (2014)
  • Author(s): Koyama H, Monden M, Shoji T, Yamamoto Y, Yamamoto H, Inaba M, Namba M
  • Organizer: 9th Metabolc syndrome, Type 2 Diaetes and Atherosclerosis Congress
  • Place of Presentation: kyoto, Japan
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] lasma brain-derived neurotrophic factor, cardiac autonomic function and nocturnal changes in blood pressure: implications in nocturnal hypertension in diabetes. (2014)
  • Author(s): Kadoya M, Koyama H, Kurajoh M, Hatayama M, Okazaki H, Shoji T, Moriwaki Y, Yamamoto T, Namba M
  • Organizer: 9th Metabolc syndrome, Type 2 Diaetes and Atherosclerosis Congress
  • Place of Presentation: kyoto, Japan
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] 2型糖尿病患者のBrain-Derived Neurotrophic Factor 及び自律神経機能と夜間血圧変動の関連 (2014)
  • Author(s): 角谷 学、小山英則、蔵城雅文、白石 順、岡崎博一、神埼暁慶、畑山美樹、角田千尋、庄司拓仁、森脇優司、山本徹也、難波光義
  • Organizer: 第57回日本糖尿病学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-05-24 – 2014-05-24
• [Presentation] 糖尿病患者でのレプチンと自律神経機能との関連 (2014)
  • Author(s): 蔵城雅文、小山英則、角谷 学、白石 順、岡崎博一、神埼暁慶、畑山美樹、角田千尋、庄司拓仁、森脇優司、山本徹也、難波光義
  • Organizer: 第57回日本糖尿病学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-05-23 – 2014-05-23
• [Presentation] 2型糖尿病患者における呼吸商の検討：心血管疾患既往および頸動脈硬化との関連 (2014)
  • Author(s): 庄司拓仁、小山英則、畑山美樹、神埼暁慶、白石 順、角谷 学、角田千尋、岡崎博一、蔵城雅文、山本徹也、森脇優司、難波光義
  • Organizer: 第57回日本糖尿病学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-05-23 – 2014-05-23
• [Presentation] Brain-Derived Neurotrophic Factor とriser型夜間高血圧との関連 (2014)
  • Author(s): 角谷 学、小山英則、神埼暁慶、蔵城雅文、畑山美樹、白石 順、角田千尋、岡崎博一、庄司拓仁、森脇優司、山本徹也、難波光義
  • Organizer: 第87回日本内分泌学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-04-25 – 2014-04-25