2014 Fiscal Year Research-status Report

転写因子Nrf2活性化による鎌状赤血球症の新規治療法の検討

Research Project

Project/Area Number	26461395
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	鈴木未来子東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80508309)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	鎌状赤血球症 / NRF2 / KEAP1 / 炎症
Outline of Annual Research Achievements	鎌状赤血球症は、グロビン遺伝子の変異が原因となっておこる遺伝病であり、アフリカやアメリカに多くみられる。変異遺伝子をホモでもつ患者では、低酸素状態に陥ると、変異型グロビンを含むヘモグロビン（HbS）が赤血球内でポリマーを形成することによって、赤血球が鎌状に変形する。鎌状赤血球は、毛細血管内をスムーズに通過できず、間欠的に血管を閉塞させ、虚血再還流障害を引き起こす。また、鎌状赤血球は血管内で容易に溶血するため、赤血球から血漿中へ遊離ヘムや鉄が放出される。これらは、全身に酸化ストレスを惹起し、障害をもたらす。 NRF2は、酸化ストレスの有無に応答して、ストレス防御に働く遺伝子の発現を誘導する転写因子である。ストレスのない状態においても、NRF2は常に生成されているが、KEAP1タンパク質によって捕捉され、分解され続けている。細胞がストレスに曝されると、この分解が停止し、NRF2は標的遺伝子の発現を活性化する。本研究では、鎌状赤血球モデルマウスとKeap1遺伝子ノックダウンマウスと交配することによって得た複合変異マウスを用いて、恒常的にNRF2を活性化させた場合の鎌状赤血球の改善効果を検討した。恒常的にNRF2を活性化した鎌状赤血球モデルマウスでは、肝臓の壊死や機能障害、肺の炎症が改善していた。溶血の程度はNRF2の活性化によって変化しなかったものの、血漿中の遊離ヘムおよびその代謝物であるビリルビン濃度が有意に減少していた。このことから、NRF2活性化によって、遊離ヘムの分解が促進され、組織の炎症や機能障害の抑制に繋がったものと考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 鎌状赤血球モデルマウスとKeap1遺伝子ノックダウンマウスとの複合変異マウスの解析が順調に終了した。これにより、NRF2活性化が鎌状赤血球症の炎症と組織障害の改善に効果があることが示された。
Strategy for Future Research Activity	NRF2活性化によって、溶血による貧血症状の改善はみられなかったものの、炎症および組織障害の改善がみられたことから、今後は炎症と組織障害にしぼった解析を行う。現在、炎症細胞（マクロファージ、好中球）または血管内皮細胞特異的にNRF2を活性化する条件付NRF2活性化マウスを準備中である。これらのマウスを用いて、NRF2活性化による鎌状赤血球症の改善効果の分子基盤を明らかにする。
Causes of Carryover	NRF2活性化鎌状赤血球症モデルマウスの交配が効率よく進んだため、マウス飼育に関わる費用が当初の計画よりも低く抑えられた。
Expenditure Plan for Carryover Budget	条件付NRF2活性化マウスの交配は、全身のNRF2活性化マウスよりも複雑であり、マウス飼育費もかかると予想されるので、繰越額は条件付NRF2活性化マウスの飼育費として使用する。