肥満および歯周炎に共通のmiRNAを標的とした新規抗炎症治療薬の開発

• 研究課題/領域番号: 20K18512
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分57030:保存治療系歯学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 佐野 朋美 九州大学, 歯学研究院, 助教 (50782075)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: マクロファージ / 炎症 / microRNA / 肥満 / 脂肪組織炎症 / 慢性炎症 / 歯周炎 / インスリン抵抗性

研究開始時の研究の概要

本研究は、脂肪組織において炎症性遺伝子 (mRNA) 発現を制御するmiRNAを特定し、そのmiRNAを封入・保護したカプセルには抗炎症効果があることを検証し、肥満およびインスリン抵抗性、ならびにそれらを合併した歯周病への治療効果を実証することを目的とする。

研究実績の概要

炎症状態で発現抑制するmiRNAとその抗炎症効果を検討した。まず、炎症モデルとして高脂肪食を摂取させたマウスの脂肪組織を用い、microRNA発現をマイクロアレイで網羅的に解析した。炎症状態の脂肪組織で発現抑制したmicroRNAの中からmiR-582-5pに着目した。
このmicroRNAはqPCRでも炎症脂肪組織で発現抑制し、また骨髄由来マクロファージやマクロファージ様細胞RAW264.7をLPS刺激した際にも有意に発現抑制したことから、少なくともマクロファージでは炎症状態で発現抑制することが分かった。よって、以下の検討ではRAW264.7細胞を用いた。
細胞にmiR-582-5pを導入しLPS刺激をすると、炎症性サイトカインTnfa、IL-1b、IL-6は遺伝子レベルでもタンパク質レベルでも有意に発現抑制し、このmicroRNAの抗炎症効果が示された。
次に、この抗炎症メカニズムを解明するため、ターゲット予測サイトを用いmiR-582-5pの標的遺伝子探索を行い、Skp1に着目した。ルシフェラーゼアッセイによりSkp1とこのmicroRNAが結合することを確認した。このmicroRNAの導入によりSKP1発現が有意に抑制することから、Skp1はmiR-582-5pのターゲットであると言える。
SKP1は複合体を形成し、NF-kB経路においてIkBaの分解とp65のリン酸化を誘導するが、si-Skp1でSkp1をノックダウンしたときだけでなく、miR-582-5pの導入によってもSkp1発現が下がり、IkBaの分解とp65のリン酸化、さらにはそれに続くp65の核内移行が抑制した。
以上をまとめると、炎症状態ではmiR-582-5pの発現抑制や炎症性サイトカインの発現亢進が起こるが、このmicroRNAを導入するとターゲットであるSkp1に結合することで抗炎症作用を示す。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

標的遺伝子探索に予想以上の時間を要してしまった。

今後の研究の推進方策

実験動物を用いて抗炎症効果を実証する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] miR-582-5p targets Skp1 and regulates NF-κB signaling-mediated inflammation (2023)
  • 著者名/発表者名: Li Rongzhi、Sano Tomomi、Mizokami Akiko、Fukuda Takao、Shinjo Takanori、Iwashita Misaki、Yamashita Akiko、Sanui Terukazu、Nakatsu Yusuke、Sotomaru Yusuke、Asano Tomoichiro、Kanematsu Takashi、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: Archives of Biochemistry and Biophysics 巻: 734 ページ: 109501-109501
  • DOI: 10.1016/j.abb.2022.109501
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] miR-1260b inhibits periodontal bone loss by targeting ATF6β mediated regulation of ER stress. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hayashi C, Fukuda T, Kawakami K, Toyoda M, Nakao Y, Watanabe Y, Shinjo T, Sano T, Iwashita M, Yotsumoto K, Shida M, Taketomi T, Sanui T, Uchiumi T, Kanematsu T, Nishimura F.
  • 雑誌名: Front Cell Dev Biol 巻: 10 ページ: 1061216-1061216
  • DOI: 10.3389/fcell.2022.1061216
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] XAF1 overexpression exacerbates diabetes by promoting pancreatic β-cell apoptosis. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Iwashita M, Hayashi M, Shinjo T, Watanabe Y, Zeze T, Yamashita A, Fukuda T, Sanui T, Sano T, Asano T, Nishimura F.
  • 雑誌名: Acta Diabetol 巻: 59 号: 10 ページ: 1275-1286
  • DOI: 10.1007/s00592-022-01930-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RANKL elevation activates the NIK/NF-κB pathway, inducing obesity in ovariectomized mice. (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori M, Mizokami A, Sano T, Mukai S, Hiura F, Ayukawa A, Koyano K, Kanematsu T, Jimi E
  • 雑誌名: J Endocrinol. 巻: in press 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1530/joe-21-0424
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adipose-specific C-C motif chemokine ligand (CCL) 19 overexpression drives the mice to both insulin resistance and weight gain (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Masato、Iwashita Misaki、Nishimura Yuki、Shinjo Takanori、Sano Tomomi、Yamashita Akiko、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Asano Tomoichiro、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: BMJ Open Diabetes Research & Care 巻: 9 号: 1 ページ: e001871-e001871
  • DOI: 10.1136/bmjdrc-2020-001871
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Case Report of Improved Palmoplantar Pustulosis following Periodontal Treatment and Possible Association with Diminished Systemic Subclinical Inflammation (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Akiko、Sano Tomomi、Iwashita Misaki、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: Case Reports in Dermatological Medicine 巻: 2021 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1155/2021/5548760
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Adipocyte-specific GPRC6A ablation promotes diet-induced obesity by inhibiting lipolysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Mukai Satoru、Mizokami Akiko、Otani Takahito、Sano Tomomi、Matsuda Miho、Chishaki Sakura、Gao Jing、Kawakubo-Yasukochi Tomoyo、Tang Ronghao、Kanematsu Takashi、Takeuchi Hiroshi、Jimi Eijiro、Hirata Masato
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 296 ページ: 100274-100274
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100274
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Expression of PRIP, a phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate binding protein, attenuates PI3K/AKT signaling and suppresses tumor growth in a xenograft mouse model (2021)
  • 著者名/発表者名: Maetani Yuka、Asano Satoshi、Mizokami Akiko、Yamawaki Yosuke、Sano Tomomi、Hirata Masato、Irifune Masahiro、Kanematsu Takashi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 552 ページ: 106-113
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.045
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anti-inflammatory Effects of miRNA-146a Induced in Adipose and Periodontal Tissues (2020)
  • 著者名/発表者名: Taiki Sanada, Tomomi Sano, Yusuke Sotomaru, Rehab Alshargabi, Yosuke Yamawaki, Akiko Yamashita, Hiroaki Matsunaga, Misaki Iwashita, Takanori Shinjo, Takashi Kanematsu, Tomoichiro Asano, Fusanori Nishimura
  • 雑誌名: Biochem Biophys Rep. 巻: Jul ページ: 100757-100757
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2020.100757
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SPOCK1 is a novel inducer of epithelial to mesenchymal transition in drug-induced gingival overgrowth (2020)
  • 著者名/発表者名: Alshargabi Rehab、Sano Tomomi、Yamashita Akiko、Takano Aiko、Sanada Taiki、Iwashita Misaki、Shinjo Takanori、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Kishida Shosei、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 9785-9785
  • DOI: 10.1038/s41598-020-66660-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SPOCK1 induces adipose tissue maturation: New insights into the function of SPOCK1 in metabolism (2020)
  • 著者名/発表者名: Alshargabi Rehab、Shinjo Takanori、Iwashita Misaki、Yamashita Akiko、Sano Tomomi、Nishimura Yuki、Hayashi Masato、Zeze Tatsuro、Fukuda Takao、Sanui Terukazu、Nishimura Fusanori
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 533 号: 4 ページ: 1076-1082
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.09.129
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] MicroRNA targeting Skp1 regulates inflammatory response through NF-kB signaling pathway  (2022)
  • 著者名/発表者名: 佐野朋美、李栄智、溝上顕子、西村英紀、兼松隆
  • 学会等名: 第96回日本薬理学会年会
• [学会発表] Identification of microRNA regulated by CCL19-CCR7 signaling in adipose tissue inflammation (2021)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Sano, Malaz Elsheikh, Akiko Mizokami, Takashi Kanematsu
  • 学会等名: 第63回歯科基礎医学会学術大会
• [図書] 徹底解説！糖尿尿合併症管理・フォローアップ (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐野朋美他
  • 総ページ数: 204
  • 出版者: 文光堂