遺伝子改変技術を用いた新しいコレステロール機能の解明

• 研究課題/領域番号: 17390266
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 代謝学
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 石橋 俊 自治医科大学, 医学部, 教授 (90212919)
• 研究分担者: 野牛 宏晃 自治医科大学, 医学部, 講師 (60348018) ; 田副 文子 自治医科大学, 医学部, 研究生 (20406127) ; 永島 秀一 自治医科大学, 医学部, 研究生 (30406136) ; 王 曉黎 (王 暁黎) 自治医科大学, 医学部, 研究生 (10458325) ; 高橋 学 自治医科大学, 医学部, 研究生 (70406122) ; 加藤 秀樹 自治医科大学, 医学部, 研究生 (20406094) ; 板橋 直樹 自治医科大学, 医学部, 助手 (00316522)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 13,810千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 1,110千円); 2007年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2006年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
• キーワード: コレステロール / IMG-CoA還元酵素 / スクワレン合成酵素 / 肝臓 / アルブミン / マウス / ノックアウト / 肝障害 / HMG-CoA還元酵素 / スクアレン合成酵素 / 血管平滑筋細胞 / ミエリン / 細胞増殖

研究概要

【目的】内因性のコレステロール(Chol)合成経路(ステロール)経路はChol合成の他細胞機能の維持に重要な非ステロール経路を分枝する。両経路の上流にあるHMG-CoA還元酵素(HMGCR)及び、ステロール経路のみに関与するスクアレン合成酵素(SS)を肝臓特異的に欠損させたマウスを作成し、両酵素欠損の生体への影響について検討した。ステロール及び非ステロール経路の阻害は、最も注目される高脂血症治療法である一方、肝障害等の副作用が報告されている。しかし、その詳細な機序は明らかではない。そこで、分子生学的技術を用いて両酵素の機能を組織特異的に阻害し、その機能を検討した。【方法】Cre-LoxPシステムを用いて、両経路の主要臓器である肝臓特異的にHMGCR及びSS欠損マウスを作成し、HMGCR欠損によりステロール・非ステロール経路の双方の阻害、SS欠損によりステロール経路のみの阻害を比較し、生体への影響を検討した。【成績】(1)肝HMGCR欠損マウスは生後1ヶ月で肝不全で死亡した。血漿Chol値は約10%低下にとどまり肝臓のChol合成能の有意な低下はなかった。この肝臓ではChol合成に関わるSREBP2等の遺伝子発現の亢進と異化に関わるCyp7A1等の遺伝子発現の低下を認めた。光顕所見では肝細胞内にトリグリセリドの沈着(脂肪肝)を認めた。(2)肝SS欠損マウスは肝腫大、肝障害を認め、これと共に血漿Chol値、肝VLDL分泌能が低下したが、肝Chol合成能、Chol合成関連遺伝子発現は上昇する傾向にあった。【結論】肝臓の非ステロール経路は生存に必須であることが明らかとなった。またChol合成能を代償する他の酵素や経路の存在が示唆された。これら代償メカニズムの詳細や、両経路の阻害による肝毒性の出現やHMGCR欠損での脂肪肝の出現のメカニズムの解明が今後の課題である。

研究成果

• [雑誌論文] Hormone-sensitive lipase is involved in hepatic cholesterol ester hydrolysis (2008)
  • 著者名/発表者名: Sekiya, M., et. al.
  • 雑誌名: J Lipid Res (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cholesterol reduction and atherosclerosis of inhibition by bezafibrate in low density lipoprotein receptor knockout mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Inaba, T., et. al.
  • 雑誌名: Hypertens Res (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-independent activation of vascular endothelial growth factor receptor 1 by low-density lipoprotein (2007)
  • 著者名/発表者名: Usui, R., et. al.
  • 雑誌名: EMBO Rep 8 ページ: 1155-1161
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sterol regulatory element-binding protein(SREBP)-1-independent regulation of lipogenic gene expression in adipocytes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sekiya, M., et. al.
  • 雑誌名: J Lipid Res 48 ページ: 1581-1591
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-independent activation of vascular endothelial growth factor receptor 1 by low-density lipoprotein (2007)
  • 著者名/発表者名: Usui, R., Shibuya, M., Ishibashi, S., Maru, Y
  • 雑誌名: EMBO Rep 8(12) ページ: 1155-1161
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sterol regulatory element-binding protein(SREBP) -1-independent regulation of lipogenic gene expression in adipocytes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sekiya, M., Yahagi, N., Matsuzaka, T., Takeuchi, Y., Nakagawa, Y., Takahashi, H., Okazaki, H., Iizuka Y, Ohashi, K., Gotoda, T., Ishibashi, S., Nagai, R., Yamazaki, T., Kadowaki, T., Yamada, N., Osuga, JI., Shimano, H
  • 雑誌名: J Lipid Res 48(7) ページ: 1581-1591
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ligand-independent activation of vascular endothelial growth factor receptor 1 by low-density lipoprotein. (2007)
  • 著者名/発表者名: Usui, R., Ishibashi, S., et. al.
  • 雑誌名: EMBO Rep 8 ページ: 1155-1161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sterol regulatory element-binding protein(SREBP)-1-independent regulation of lipogenic gene expression in adipocytes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sekiya, M., Ishibashi, S., et. al.
  • 雑誌名: J Lipid Res 48 ページ: 1581-1591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel member of the carboxylesterase family that hydrolyzes triacylglycerol: a potential role in adipocyte lipolysis (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., et. al.
  • 雑誌名: Diabetes 55 ページ: 2091-2097
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased cholesterol biosynthesis and hypercholesterolemia in mice overexpressing squalene synthase in the liver (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., et. al.
  • 雑誌名: J Lipid Res 47 ページ: 1950-1958
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a novel member of the carboxylesterase family that hydrolyzes triacylglycerol : a potential role in adipocyte lipolysis (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., Igarashi, M., Nishi, M., Tajima, M., Sekiya, M., Okazaki, S., Yahagi, N., Ohashi, K., Tsukamoto, K., Amemiya-Kudo, M., Matsuzaka, T., Shimano, H., Yamada, N., Aoki, J., Morikawa, R., Takanezawa, Y., Arai, H., Nagai, R., Kadowaki, T., Osuga, J., Ishibashi, S
  • 雑誌名: Diabetes 55(7) ページ: 2091-2097
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Increased cholesterol biosynthesis and hypercholesterolemia in mice overexpressing squalene synthase in the liver (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., Tazoe, F., Okazaki, S., Isoo, N., Tsukamoto, K., Sekiya, M., Yahagi, N., Iizuka, Y., Ohashi, K., Kitamine, T., Tozawa, R., Inaba, T., Yagyu, H., Okazaki, M., Shimano, H., Shibata, N., Arai, H., Nagai, R.Z., Kadowaki, T., Osuga, J., Ishibashi, S
  • 雑誌名: J Lipid Res 47 ページ: 1950-1958
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of a novel member of the carboxylesterase family that hydrolyzes triacylglycerol : a potential role in adipocyte lipolysis. (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., Ishibashi, S., et al.
  • 雑誌名: Diabetes 55 ページ: 2091-2097
• [雑誌論文] Increased cholesterol biosynthesis and hypercholesterolemia in mice overexpressing squalene synthase in the liver. (2006)
  • 著者名/発表者名: Okazaki, H., Ishibashi, S., et al.
  • 雑誌名: J Lipid Res 29 ページ: 1950-1958
• [雑誌論文] High cholesterol level is essential for myelin membrane growth (2005)
  • 著者名/発表者名: Saher, G., et. al.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 8 ページ: 468-475
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] High cholesterol level is essential for myelin membrane growth (2005)
  • 著者名/発表者名: Saher, G., Brugger, B., Lappe-Siefke, C., Mobius, W., Tozawa, R., Wehr, M. C., Wieland, F., Ishibashi, S., Nave, K.A
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 8 ページ: 468-475
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] High cholesterol level is essential for myelin membrane growth. (2005)
  • 著者名/発表者名: G.Saher, S.Ishibashi, et al.
  • 雑誌名: Nat Neurosci 8 ページ: 468-475
• [雑誌論文] Cholesterol reduction and atherosclerosis of inhibition by bezafibrate in low density lipoprotein receptor knockout mice
  • 著者名/発表者名: Inaba, T. Yagyu, H. Itabashi, N. Tazoe, F. Fujita, N. Nagashima, S. Okada, K. Okazaki, M. Furukawa, Y. Ishibashi, S
  • 雑誌名: Hypertens Res (in press)
  • NAID: 10021935912
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 肝臓特異的スクアレン合成酵素欠損マウスにおける血清・肝臓の脂質代謝の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永島 秀一、野牛 宏晃、田副 文子、石橋 俊, 他
  • 学会等名: 第39回日本動脈硬化学会総会・学術集会,
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-07-13
• [学会発表] 肝臓特異的スクアレン合成酵素欠損マウスにおける血清及び肝臓の脂質代謝の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 永島 秀一, 他
  • 学会等名: 第39回日本動脈硬化学会
  • 発表場所: 大阪
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Lipid metabolism in liver-sepecific squalene synthase knockout mice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nagashima, S., Yagyu, H., Tazoe, F., Ishibashi, S., et. al.
  • 学会等名: The 39th Annual Scientific Meeting of the Japan Atherosclerosis Society
  • 発表場所: Osaka
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] コレステロール合成系酵素群を欠損させた血管平滑筋細胞における増殖能の検討 (2006)
  • 著者名/発表者名: 田副 文子, 他
  • 学会等名: 第38回日本動脈硬化学会
  • 発表場所: 東京
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] A comparative study on the disruption of 3-hydroxy-3-Methylglutaryl coenzyme A reductase or squalene synthase (2006)
  • 著者名/発表者名: Tazoe, F., et. al.
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2006
  • 発表場所: Chicago
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Cell proliferation of vascular smooth muscle cells with defective cholesterol biosynthesis (2006)
  • 著者名/発表者名: Tazoe, F., Yagyu, H., Nagashima, S., Ishibashi, S., et. al.
  • 学会等名: The 38th Annual Scientific Meeting of the Japan Atherosclerosis Society
  • 発表場所: Tokyo
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] ssential role of non-sterol pathway in the proliferation of vascular smooth muscle cells : A comparative study on the disruption of 3-hydroxy-3-Methylglutaryl coenzyme A reductase or squalene synthase (2006)
  • 著者名/発表者名: Tazoe, F., Yagyu, H., Itabashi, N., Ohashi, K., Tozawa, R., Inaba, T., Nagashima, S., Kato, K., Khadbaatar, Z., Osuga, J., Ishibashi, S
  • 学会等名: American Heart Association Scientific Sessions 2006
  • 発表場所: Chicago
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Hormone-sensitive lipase is involved in hepatic cholesterol ester hydrolysis
  • 著者名/発表者名: Sekiya, M., Osuga, JI., Yahagi, N., Okazaki, H., Tamura, Y., Igarashi, M., Takase, S., Harada, K., Okazaki, S., Iizuka, Y., Ohashi, K., Yagyu, H., Okazaki, M., Gotoda, T., Nagai, R., Kadowaki, T., Shimano, H., Yamada, N., Ishibashi, S
  • 出版者: J Lipid Res in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より