慢性肝疾患における鉄代謝障害の炎症性機序と病理学的役割の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26850184
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 井澤 武史 大阪府立大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (20580369)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 鉄代謝障害 / マクロファージ / 炎症

Outline of Annual Research Achievements

慢性肝疾患（CLD）は肝硬変・肝癌へと進展する難治性疾患であり，その進展機序は十分に解明されていない．鉄代謝障害（鉄過剰）は，CLDの病態進展に関わるリスクファクターと考えられているが，鉄代謝障害が生じるメカニズムには不明点が多い．本研究では，鉄代謝障害に関わるマクロファージとサイトカインネットワークの変化に注目して，解析した．本年度の実績は以下の通りである．

1．チオアセトアミド（TAA）誘発慢性肝疾患モデルラットでは，肝線維化から肝硬変の進展期に，鉄過剰症およびhepcidinの発現低下がみられる．この時期には，MHC class II陽性抗原提示マクロファージの減少，サイトカインの発現上昇（CX3CL1，CCL28, CCR3, IL11, IL5Ra mRNA）および発現低下（CCL3, IL2, IL6, IL10, IL12 mRNA）が認められることを示した．よって，鉄過剰症が生じる病態進展期には，マクロファージ-サイトカイン軸のバランスが大きく変化することが示された．

2．clodronate-liposomes投与により肝マクロファージを枯渇させたラットでは，血清鉄の減少，hepcidin誘導に関わるIL6の発現減少，鉄の細胞内取り込みに関わるTFR1の発現減少がみられ，一過性の鉄代謝障害（鉄欠乏）が起こることが示された．よって，肝疾患のみならず，正常な肝臓においても，マクロファージが鉄代謝維持の一端を担っていることが示された．

Current Status of Research Progress

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

Reason

慢性肝疾患モデルラットの解析により，病態進展期には抗原提示マクロファージとサイトカインのバランスが大きく変化することを示した．肝マクロファージの枯渇実験では，反復投与実験は免疫系への影響が大きく，モデルとしての課題が残されているものの，単回投与実験においてマクロファージが鉄代謝の恒常性維持に重要であることを示した．よって，当初の研究目的は概ね順調に進展していると言える．

Strategy for Future Research Activity

慢性肝疾患における鉄過剰の役割を調べるため，2種の慢性肝疾患モデル（非アルコール性脂肪性肝炎，化合物誘発性肝硬変）ラットに鉄過剰食を投与し，それぞれの病態に与える鉄過剰の影響を調べる．モデル動物作製実験はすでに着手し，一部解析も進めている．また，肝病変部において鉄蓄積の高度な部位と軽度な部位を選択的に採取し，網羅的遺伝子解析を実施し，鉄蓄積による肝細胞傷害の分子メカニズムを調べる予定である．

Causes of Carryover

当初計画していたclodronate-liposomes投与による肝マクロファージ枯渇実験の見直しを行なっていたため．clodronate-liposomesの反復投与を計画していたが，脾臓などの免疫系臓器において，マクロファージに加えてリンパ球の減少が顕著に現れたため，反復投与モデルでは免疫系への影響が強いと判断し，より影響の小さい単回投与実験に変更した．よって，長期間の動物実験の中止により，今年度の執行予算が減少した．

Expenditure Plan for Carryover Budget

見直しを行なった肝マクロファージ枯渇実験では，鉄代謝障害に関わるマクロファージの機能的役割を解析する予定であった．代替案として，次年度はセルソーター法により肝マクロファージを単離し，その免疫表現型やサイトカイン発現を詳細に調べる予定である．よって，これらの実験に必要な試薬・消耗品を中心に執行する予定である．

Research Products

• [Journal Article] Anti-fibrotic role of miR-214 in thioacetamide-induced liver cirrhosis in rats (2015)
  • Author(s): Izawa, T. Horiuchi, T. Atarashi, M. Kuwamura, M. Yamate, J.
  • Journal Title: Toxicologic Pathology Volume: in press Pages: in press
  • DOI: 10.1177/0192623315573587
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analysis of glial fibrillary acidic protein (GFAP)-expressing ductular cells in a rat liver cirrhosis model induced by repeated injections of thioacetamide (TAA) (2015)
  • Author(s): Tennakoon, A. H. Izawa, T. Wijesundera, K. K. Katou-Ichikawa, C. Tanaka, M. Golbar, H. M. Kuwamura, M. Yamate, J.
  • Journal Title: Experimental and Molecular Pathology Volume: 98 Pages: 476-485
  • DOI: 10.1016/j.yexmp.2015.03.010
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Immunohistochemical characterization of glial fibrillary acidic protein (GFAP)-expressing cells in a rat liver cirrhosis model induced by repeated injections of thioacetamide (TAA) (2015)
  • Author(s): Tennakoon, A. H. Izawa, T. Wijesundera, K. K. Murakami, H. Katou-Ichikawa, C. Tanaka, M. Golbar, H. M. Kuwamura, M. Yamate, J.
  • Journal Title: Experimental and Toxicologic Pathology Volume: 67 Pages: 53-63
  • DOI: 10.1016/j.etp.2014.09.008
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] M1- and M2-macrophage polarization in rat liver cirrhosis induced by thioacetamide (TAA), focusing on Iba1 and galectin-3 (2014)
  • Author(s): Wijesundera, K. K. Izawa, T. Tennakoon, A. H. Murakami, H. Golbar, H. M. Katou-Ichikawa, C. Tanaka, M. Kuwamura, M. Yamate, J.
  • Journal Title: Experimental and Molecular Pathology Volume: 96 Pages: 382-392
  • DOI: 10.1016/j.yexmp.2014.04.003
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 非アルコール性脂肪性肝炎モデルラットにおける鉄過剰の病理学的役割の検討 (2015)
  • Author(s): 井澤武史，新 真智，宮城伶奈，桑村 充，山手丈至
  • Organizer: 第31回日本毒性病理学会学術集会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-01-29 – 2015-01-30
• [Presentation] Characterization of repopulating macrophages in liver after depletion with liposomal clodronate in rats (2015)
  • Author(s): Pervin M，Golbar HM，Bondoc A，植村明都，井澤武史，桑村 充，山手丈至
  • Organizer: 第31回日本毒性病理学会学術集会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-01-29 – 2015-01-30
• [Presentation] Analyses of hepatic macrophages deplated by clodronate in rat liver (2014)
  • Author(s): Pervin M, Golbar HM, Alexandra B, Wijesundera KK, Izawa T, Kuwamura M, Yamate J
  • Organizer: ACVP 2014 Annual Meeting
  • Place of Presentation: Atlanta, USA
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-12
• [Presentation] 非アルコール性脂肪性肝炎モデルラットの病理学的解析 (2014)
  • Author(s): 宮城伶奈，井澤武史，橋本 愛，堀内貴至，田中美有，桑村 充，山手丈至
  • Organizer: 第157回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-10
• [Presentation] Dysregulation of iron homeostasis during progression of thioacetamide-induced liver cirrhosis in rats (2014)
  • Author(s): Izawa T, Murakami H, Miyagi R, Wijesundera K, Tennakoon A, Golbar HM, Kuwamura M, Yamate J
  • Organizer: STP 33rd Annual Symposium
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
  • Year and Date: 2014-06-22 – 2014-06-26