構成的アルドステロン産生に着目した副腎皮質リモデリングの分子機構

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26461387
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 向井 邦晃 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (80229913)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 樋口 明弘 慶應義塾大学, 医学部, 講師(非常勤) (20383755) ; 荻島 正 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70177153)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: アルドステロン / ステロイドホルモン / 副腎

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、副腎皮質のアルドステロン(ALDO)産生機能と組織構築の統御、そこからの逸脱に関わる分子機構を解明することである。近年、正常副腎皮質の機能分化細胞層の形成は、被膜細胞から前駆細胞へ、さらに特異的ホルモン産生能を持った実質細胞への分化と内奥部への移動によることが示された。しかし研究代表者らは、このスキームでは説明できない組織様式をヒトの正常副腎に発見した。すなわち正常及び非腫瘍部副腎の被膜下に自律的にALDOを産生する細胞集塊「ALDO産生細胞クラスター(APCC)」が生じることを示した。一方、ALDO産生腺腫(APA)にイオンチャネル・ポンプ遺伝子群の体細胞変異が報告され、ALDO産生の自律性に関与することが示された。
研究代表者はAPCCにもAPAに検出された体細胞変異が存在することを疑った。明らかな腺腫を認めないが原発性ALDO症により摘出された副腎標本に対してALDO合成酵素(CYP11B2)の免疫組織化学を行ったところ、APCC様部位と微小APA様部位から構成される病変を検出した。この病変を、その形態及び性状から仮称として「APCCからAPAへの移行病変(APCC-to-APA transitional lesion, AATL)」と呼び、体細胞変異の解析対象とした。複数のAATLにおけるAPCC様部位と微小APA様部位から別々にDNAを調製した。イオンチャネル・ポンプ遺伝子群について報告された既知の体細胞変異領域の塩基配列を解析した。
解析の結果、(1)一部のAATLでは、APCC部位と微小APA部位に同一変異が検出された。この結果は、APCC様部位と微小APA様部位が同一細胞から生じたことを示唆する。(2)別のAATLでは、APCC部位には変異は検出されなかったが、その内奥の微小APA部位には既知の変異が検出された。この結果は、APCCの一部に体細胞変異が生じて、それが微小APA形成に関与することを示唆する。これらの結果は、APCCからAATLを経てAPAが生じる仮説を支持する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

これまでの本研究において、ホルマリン固定パラフィン包埋サンプルから作製された薄切標本上の微量組織を用いてDNAを調製し、ゲノム内の限定された部位を対象とした塩基配列の解析が可能であること、APA関連変異が仮称APCC-to-APA transitional lesion（AATL）に生じていることが判明した。AATLは、被膜下の部位および内奥部の部位から構成され、形態と機能的特徴からそれぞれAPCC様およびAPA様である。ここで、AATLに検出された変異について、APCC様部位と微小APA様部位に変異の分布の異同が存在するかという疑問が生じた。この疑問に対する答えが得られれば、AATLの成因やAPAへの移行病変であることを示唆する証拠が期待された。そこで、両部位から別々に調製したDNAを用いて変異解析を行い、変異が両部位に共通に検出されるか、あるいは、一方の部位だけに検出されるか詳細な検討を行った。得られた結果は、研究代表者らが仮説としている「被膜下にAPCCが生じ、移行病変AATLを経てAPAが生じる」を支持すると考えられた。以上の研究経過から、本年度は研究目的の遂行を前年度に引き続き推し進めることができたと思われる。

Strategy for Future Research Activity

本研究の進捗経過や他者による近年の研究から、イオンチャネル・ポンプ遺伝子群の変異はALDO産生の自律性に重要であることが判明した。しかし、これらの変異が検出されないAPCCなどの自律的ALDO産生細胞や全exonに変異が検出されないAPAも少なからず存在することが明らかになった。この事実から、非翻訳領域の変異やエピジェネティックな改変の可能性がある。今後の推進方策として、(1) 質の良いDNAが十分量得られる組織（凍結APAサンプルなど）を対象として、非翻訳領域を含む全ゲノム配列解析を行う。 (2)多様な自律的アルドステロン産生部位の検索及び体細胞変異の解析、(3)自律的ALDO産生細胞におけるCYP11B2遺伝子の転写開始点近傍DNAの塩基修飾の解析を行う。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由は次の2点による。(1) 物品費（消耗品等）の支出額が計上額を下回ったこと。病変内の異なる部位から変異解析を行う実験では、想定したよりも試行錯誤を経ずに解析に適するサンプル調製が可能であった。主にこの理由により物品費（消耗品等）の支出額が計画よりも小さかった。(2)主に旅費の支出額が予定額を下回ったこと。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の研究計画には、多様な過剰ALDO産生部位の検索により解析に適する試料を選択するための組織染色、全ゲノム配列解析のためのDNA調製、塩基配列の解析、及び、塩基修飾解析が含まれる。これらの実験において、抗体を含む組織染色、DNA調製、遺伝子配列及び塩基修飾解析に試薬等が必要となるので、次年度使用額を含めて大部分を物品費（消耗品）に充当する。

Research Products

• [Journal Article] Impaired female fertility in Tubulointerstitial antigen-like 1 deficient mice (2016)
  • Author(s): Takahashi, A., Rahim, A., Takeuchi, M., Fukui, E., Yoshizawa, M., Mukai, K., Suematsu, M., Hasuwa, H., Okabe, M., Matsumoto, H.
  • Journal Title: J. Reprod. Dev. Volume: 62 Pages: 43-49
  • DOI: http://doi.org/10. 1262/jrd.2015-109
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nodule development from subcapsular aldosterone-producing cell clusters causes hyperaldosteronism (2016)
  • Author(s): Nishimoto, K., Seki, T., Kurihara, I., Yokota, K., Omura, M., Nishikawa, T., Shibata, H., Kosaka, T., Oya, M., Suematsu, M., Mukai, K.
  • Journal Title: J. Clin. Endocrinol. Metab. Volume: 101 Pages: 6-9
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1210/jc.2015-3285
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A novel CYP11B2-specific positron emission tomography imaging agent for detection of aldosterone-producing adenomas (2016)
  • Author(s): Abe, T., Naruse, M., Young Jr. W. F., Kobashi, N., Doi, Y., Izawa, A., Akama, K., Okumura, Y., Ikenaga, M., Kimura, H., Saji, H., Mukai, K., Matsumoto, H.
  • Journal Title: J. Clin. Endocrinol. Metab. Volume: 101 Pages: 1008-1015
  • DOI: 10.1210/jc.2015-3431
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] アルドステロン合成酵素の免疫組織化学による新しい副腎組織病理学 (2016)
  • Author(s): 西本紘嗣郎, 北村 陽典, 中川 健, 関 次男, 小坂 威雄, 大家 基嗣, 笹井 伸哉, 向井 邦晃
  • Journal Title: 内分泌・甲状腺外科学会誌 Volume: 32 Pages: 230-233
  • DOI: http://doi.org/10.11226/jaesjsts.32.4_230
  • Open Access
• [Journal Article] CYP11B2免疫染色がひらく原発性アルドステロン症発症機構の解明 (2016)
  • Author(s): 西本紘嗣郎, 向井 邦晃
  • Journal Title: 最新医学 Volume: 71 Pages: 印刷中
• [Journal Article] Mast cell hyperplasia is associated with aldosterone hypersecretion in a subset of aldosterone-producing adenomas (2015)
  • Author(s): Duparc, C., Moreau L., Dzib, J.F., Boyer, H.G., Tetsi Nomigni, M., Boutelet, I., Boulkroun, S., Mukai, K., Benecke, A.G., Amar, L., Gobet, F., Meatchi, T., Plouin, P.F., Zennaro, M.C., Louiset, E., Lefebvre, H.
  • Journal Title: J. Clin. Endocrinol. Metab. Volume: 100 Pages: E550-E560
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1210/jc.2014-3660
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Primary aldosteronism: functional histopathology and long-term follow-up after unilateral adrenalectomy (2015)
  • Author(s): Volpe, C., Hamberger, B., Hoog, A., Mukai, K., Calissendorff, J., Wahrenberg, H., Zedenius, J., Thoren M.
  • Journal Title: Clin. Endocrinol. (Oxf) Volume: 82 Pages: 639-647
  • DOI: 10.1111/cen.12645
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Novel Somatic Deletion Mutation of ATP2B3 in Aldosterone-Producing Adenoma (2015)
  • Author(s): Murakami, M., Yoshimoto, T., Minami, I., Bouchi, R., Tsuchiya, K., Hashimoto, K., Izumiyama, H., Fujii, Y., Endo, T., Akashi, T., Nishimoto, K., Mukai, K., Kihara, K., Ogawa, Y.
  • Journal Title: Endocr. Pathol. Volume: 26 Pages: 328-333
  • DOI: 10.1007/s12022-015-9400-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Use of plasma metanephrine to aid adrenal venous sampling in combined aldosterone and cortisol over-secretion (2015)
  • Author(s): Goupil, R., Wolley, M., Ungerer, J., McWhinney, B., Mukai, K., Naruse, M., Gordon, R.D., Stowasser, M.
  • Journal Title: Endocrinology, Diabetes and Metabolism Case Rep. Volume: 2015 Pages: 150075
  • DOI: 10.1530/EDM-15-0075
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] アルドステロン(ALDO)産生細胞クラスターからALDO産生腺腫への移行を示唆する新規ALDO過剰産生病変の同定とその体細胞遺伝子変異解析 (2016)
  • Author(s): 西本紘嗣郎、関次男、栗原勲、横田健一、大村昌夫、西川哲男、柴田洋孝、小坂威雄、大家基嗣、末松誠、向井邦晃
  • Organizer: 第104回泌尿器科学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-04-23 – 2016-04-25
• [Presentation] A novel CYP11B2-specific imaging agent for detection of aldosterone-producing adenomas (2016)
  • Author(s): Abe, T., Naruse, M., Young Jr. W. F., Kobashi, N., Doi, Y., Izawa, A., Akama, K., Okumura, Y., Ikenaga, M., Kimura, H., Saji, H., Mukai, K., Matsumoto, H.
  • Organizer: The 98th Annual Meeting of The Endocrine Society
  • Place of Presentation: ボストン（米国）
  • Year and Date: 2016-04-01 – 2016-04-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Case Report: Nodule Development from Subcapsular Aldosterone-Producing Cell Clusters Causes Hyperaldosteronism (2016)
  • Author(s): Nishimoto, K., Seki, T., Kurihara, I., Yokota, K., Omura, M., Nishikawa, T., Shibata, H., Kosaka, T., Oya, M., Suematsu, M., Mukai, K.
  • Organizer: The 98th Annual Meeting of The Endocrine Society
  • Place of Presentation: ボストン（米国）
  • Year and Date: 2016-04-01 – 2016-04-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A novel CYP11B2-specific imaging agent for detection of unilateral subtypes of primary aldosteronism (2016)
  • Author(s): Abe, T., Naruse, M., Young Jr. W. F., Kobashi, N., Doi, Y., Izawa, A., Akama, K., Okumura, Y., Ikenaga, M., Kimura, H., Saji, H., Mukai, K., Matsumoto, H.
  • Organizer: The 41st International Aldosterone Conference 2016
  • Place of Presentation: ボストン（米国）
  • Year and Date: 2016-03-30 – 2016-03-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Immuhistochemical analysis of a rare adrenocortical carcinoma causing primary aldosteronism and subclinical Cushing’s syndrome demonstrating disorganized expression pattern of steroidogenic enzymes (2016)
  • Author(s): Uchida, T., Nishimoto, K., Goto, H., Kawano, Y., Shimizu, F., Asahina M., Fukumura Y., Tsujimura, A., Mukai, K., Suematsu, M., Gomez-Sanchez, C. E., Yao, T., Horie, S., Watada, H.
  • Organizer: The 41st International Aldosterone Conference 2016
  • Place of Presentation: ボストン（米国）
  • Year and Date: 2016-03-30 – 2016-03-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A NOVEL TYPE OF JUVENILE PRIMARY ALDOSTERONISM DUE TO A KCNJ5 SOMATIC MUTATION THAT PRESUMABLY OCCURRED IN AN ADRENOCORTICAL PRECURSOR CELL (2016)
  • Author(s): Tamura, A., Nishimoto, K., Seki, T., Matsuzawa, Y., Saito, J., Omura, M., Gomez-Sanchez, C. E., Makita, K., Matsui, S., Moriya, N., Inoue, A., Nagata, M., Sasano, H., Nakamura, Y., Yamazaki, Y., Suematsu, M., Mukai, K., Kosaka, T., Oya, M., Suematsu, S., Nishikawa, T.
  • Organizer: The 27th Conference on the Adrenal Cortex
  • Place of Presentation: ボストン（米国）
  • Year and Date: 2016-03-29 – 2016-03-31
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A novel pathology related to subcapsular aldosterone-producing cell clusters causes hyperaldosteronism (2016)
  • Author(s): Nishimoto, K., Seki, T., Kurihara, I., Yokota, K., Omura, M., Nishikawa, T., Shibata, H., Kosaka, T., Oya, M., Suematsu, M., Mukai, K.
  • Organizer: The 101st American Urological Association Annual Meeting
  • Place of Presentation: サンディエゴ（米国）
  • Year and Date: 2016-03-06 – 2016-03-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヒト大腸がん肝転移病巣のin vivo細胞周期依存的エネルギー代謝を質量分析イメージングで可視化する (2015)
  • Author(s): 久保-弓場 亜紀子、鮑 彦、向井 邦晃、菱木 貴子、大村 光代、南嶋 洋司、末松 誠
  • Organizer: BMB2015[第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会]
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] 涙腺における局所ステロイドの生理機能 (2015)
  • Author(s): 樋口明弘、山崎 岳、向井邦晃、荻島 正、前田尚之、横田 博、坪田一男
  • Organizer: BMB2015[第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会]
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] ヒト副腎皮質の構成的アルドステロン産生細胞クラスターに生じる体細胞変異の解析 (2015)
  • Author(s): 向井邦晃、荻島 正、樋口明弘、西本紘嗣郎
  • Organizer: BMB2015[第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会]
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] A novel CYP11B2-specific positron emission tomography imaging agent for detection of aldosterone-producing adenomas (2015)
  • Author(s): Abe, T., Naruse, M., Young Jr. W. F., Kobashi, N., Doi, Y., Izawa, A., Akama, K., Okumura, Y., Ikenaga, M., Kimura, H., Saji, H., Mukai, K., Matsumoto, H.
  • Organizer: European network for study of adrenal tumor
  • Place of Presentation: ミュンヘン（ドイツ）
  • Year and Date: 2015-11-19 – 2015-11-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アルドステロン合成酵素免疫染色と次世代シーケンサーによるアルドステロン産生腺腫の発生母地の解明 (2015)
  • Author(s): 西本紘嗣郎、小坂威雄、大家基嗣、向井邦晃
  • Organizer: 第27回内分泌外科学会総会
  • Place of Presentation: コラッセふくしま（福島県福島市）
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-29
• [Presentation] 原発性アルドステロン症及びサブクリニカルクッシング症候群を呈する副腎皮質癌の１例 (2015)
  • Author(s): 河野結衣、内田豊義、清水史孝、朝比奈未紀、西本紘嗣郎、向井邦晃、八尾隆史、堀江重郎、綿田裕孝
  • Organizer: 第88回日本内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: ホテルニューオータニ東京（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-04-23 – 2015-04-25
• [Presentation] ヒトにおける11-ケトテストステロンの合成と役割 (2015)
  • Author(s): 今道力敬、矢澤隆志、河邉真也、石兼真、向井邦晃、折坂誠、水谷哲也、宮本薫
  • Organizer: 第88回日本内分泌学会学術集会
  • Place of Presentation: ホテルニューオータニ東京（東京都千代田区）
  • Year and Date: 2015-04-23 – 2015-04-25