生活習慣病を制御する環状ホスファチジン酸の生合成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20K19732
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 北風 圭介 川崎医科大学, 医学部, 助教 (80840545)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 脂質メディエーター / 環状ホスファチジン酸 / リゾホスファチジン酸 / グリセロホスホジエステラーゼ / リゾホスホリパーゼ / リゾリン脂質 / 生活習慣病 / 蛍光基質

研究開始時の研究の概要

環状ホスファチジン酸(cPA)は動脈硬化予防や変形性関節症病態の抑制等の多彩な生理活性を示す内因性脂質であり、生活習慣病や加齢性疾患を制御すると考えられる。しかしながら、その生合成過程・責任酵素は十分に明らかではない。本研究ではリゾホスホリパーゼD型酵素であるグリセロホスホジエステラーゼ(GDE)ファミリーがcPA生合成活性を持つという予備的結果に基づき、GDEファミリーの機能解析を行い、細胞内におけるcPAの生合成酵素であることを明らかにし、さらに生活習慣病や加齢性疾患の抑制効果を解析する。

研究成果の概要

環状ホスファチジン酸(cPA)は動脈硬化予防や変形性関節症病態の抑制等の多彩な生理活性を示す脂質メディエーターであり、生活習慣病や加齢性疾患を制御すると考えられる。しかしながら、その生合成過程・責任酵素は十分に明らかではない。本研究ではリゾホスホリパーゼD型酵素であるグリセロホスホジエステラーゼ7(GDE7)の機能解析を行い、小胞体内におけるcPAの生合成酵素であることを明らかにした。さらに、GDE7の簡便な活性測定法および阻害薬を同定し、生活習慣病治療に向けた基盤を構築することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

cPA生合成酵素としては、血中に存在するオートタキシンが知られている。それに対し、GDE7は小胞体内で働く膜結合性酵素である。細胞内脂質メディエーターの標的は報告が少なく、本研究成果は他の脂質メディエーター研究への応用も期待できる。また、本研究で開発した活性測定系はハイスループットスクリーニングに適用可能であり、GDE7の活性調節を介した生活習慣病や加齢性疾患に対する新規治療法の開発に繋がることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Coculture in vitro with endothelial cells induces cytarabine resistance of acute myeloid leukemia cells in a VEGF-A/VEGFR-2 signaling?independent manner (2022)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Shuichiro、Miyano Kei、Kitakaze Keisuke、Kato Hitomi、Yamauchi Akira、Kajikawa Mizuho、Itsumi Momoe、Kawai Chikage、Kuribayashi Futoshi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 587 ページ: 78-84
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.11.090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a selective fluorescence-based enzyme assay for glycerophosphodiesterase family members GDE4 and GDE7 (2021)
  • 著者名/発表者名: Kitakaze Keisuke、Tsuboi Kazuhito、Tsuda Maho、Takenouchi Yasuhiro、Ishimaru Hironobu、Okamoto Yasuo
  • 雑誌名: Journal of Lipid Research 巻: 62 ページ: 100141-100141
  • DOI: 10.1016/j.jlr.2021.100141
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ATF4-mediated transcriptional regulation protects against β-cell loss during endoplasmic reticulum stress in a mouse model (2021)
  • 著者名/発表者名: Kitakaze Keisuke、Oyadomari Miho、Zhang Jun、Hamada Yoshimasa、Takenouchi Yasuhiro、Tsuboi Kazuhito、Inagaki Mai、Tachikawa Masanori、Fujitani Yoshio、Okamoto Yasuo、Oyadomari Seiichi
  • 雑誌名: Molecular Metabolism 巻: 54 ページ: 101338-101338
  • DOI: 10.1016/j.molmet.2021.101338
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sphingosine 1-phosphate receptor type 2 positively regulates interleukin (IL)-4/IL-13-induced STAT6 phosphorylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Okamoto Yasuo、Kitakaze Keisuke、Takenouchi Yasuhiro、Yamamoto Shinya、Ishimaru Hironobu、Tsuboi Kazuhito
  • 雑誌名: Cellular Signalling 巻: 88 ページ: 110156-110156
  • DOI: 10.1016/j.cellsig.2021.110156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of acid ceramidase in the degradation of bioactive N-acylethanolamines (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi Kazuhito、Tai Tatsuya、Yamashita Ryouhei、Ali Hanif、Watanabe Takashi、Uyama Toru、Okamoto Yoko、Kitakaze Keisuke、Takenouchi Yasuhiro、Go Shinji、Rahman Iffat Ara Sonia、Houchi Hitoshi、Tanaka Tamotsu、Okamoto Yasuo、Tokumura Akira、Matsuda Junko、Ueda Natsuo
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 巻: 1866 号: 9 ページ: 158972-158972
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2021.158972
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 新規抗悪性腫瘍薬のスクリーニングに有用なグリセロホスホジエステラーゼ活性測定法 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北風圭介
  • 学会等名: 第6回 KMSメディカル・アーク
• [学会発表] マクロファージ特異的p16ノックアウトマウスを用いた肺線維化における老化マクロファージの役割の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 竹之内康広, 牧田恭輔, 北風圭介, 坪井一人, 石丸浩靖, 岡本安雄
  • 学会等名: 第95回日本薬理学会年会
• [学会発表] 抗炎症・食欲抑制性脂質メディエーターであるN-アシルエタノールアミンの酸性セラミダーゼによる加水分解：サポシンDノックアウトマウスを用いた検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坪井一人, 渡邉昂, 北風圭介, 竹之内康広, 松田純子, 岡本安雄
  • 学会等名: 第95回日本薬理学会年会
• [学会発表] ホルボールエステル処理したTHP-1 MΦsにおけるIl-4/IL-13とS1P/S1P2シグナルのクロストーク (2022)
  • 著者名/発表者名: 岡本安雄, 北風圭介, 竹之内康広, 山本慎也, 石丸浩靖, 坪井一人
  • 学会等名: 第95回日本薬理学会年会
• [学会発表] グリセロホスホジエステラーゼGDE4およびGDE7活性測定の簡便法開発と阻害剤探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 北風圭介, 坪井一人, 津田真帆, 竹之内康広, 石丸浩靖, 岡本安雄
  • 学会等名: 第95回日本薬理学会年会
• [学会発表] 酸性セラミダーゼによる抗炎症・食欲抑制性メディエーターN-アシルエタノールアミンの加水分解：サポシンD欠損マウスの臓器を用いた検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坪井一人, 渡邉昂, 北風圭介, 竹之内康広, 松田純子, 岡本安雄
  • 学会等名: 日本薬学会第142年会
• [学会発表] 蛍光基質を用いたグリセロホスホジエステラーゼGDE4およびGDE7の活性測定法の確立 (2022)
  • 著者名/発表者名: 坪井一人, 北風圭介, 津田真帆, 竹之内康広, 石丸浩靖, 岡本安雄
  • 学会等名: 第64回 日本脂質生化学会
• [学会発表] Identification of a chemical chaperone for mitigating protein aggregation and proteotoxicity during endoplasmic reticulum stress (2021)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Kitakaze, Shusuke Taniuchi, Eri Kawano, Yoshimasa Hamada, Masato Miyake, Miho Oyadomari, Hirotatsu Kojima, Hidetaka Kosako, Tomoko Kuribara, Suguru Yoshida, Takamitsu Hosoya, Seiichi Oyadomari
  • 学会等名: Experimental Biology 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Role of Acid Ceramidase in the Hydrolysis of Anti-inflammatory and Anorexic N-Acylethanolamines (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazuhito Tsuboi, Tatsuya Tai, Ryouhei Yamashita, Hanif Ali, Takashi Watanabe, Toru Uyama, Yoko Okamoto, Keisuke Kitakaze, Yasuhiro Takenouchi, Shinji Go, Iffat Rahman, Hitoshi Houchi, Tamotsu Tanaka, Yasuo Okamoto, Akira Tokumura, Junko Matsuda, Natsuo Ueda
  • 学会等名: Experimental Biology 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Growth differentiation factor 15 activates macrophages and fibroblasts (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Takenouchi, Keisuke Kitakaze, Kazuhito Tsuboi, Yasuo Okamoto
  • 学会等名: Experimental Biology 2021
  • 国際学会
• [学会発表] The role of sphingosine 1-phosphate type 2 receptor on IL-4/IL-13-stimulated STAT6 phosphorylation in phorbol12-myristate13-acetate-treated THP-1 cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Yasuo Okamoto, Keisuke Kitakaze, Yasuhiro Takenouchi, Kazuhito Tsuboi
  • 学会等名: Experimental Biology 2021
  • 国際学会
• [学会発表] THP-1細胞由来マクロファージにおけるインターロイキン（IL）-4/IL-13刺激によるSTAT6リン酸化に対するスフィンゴシン1-リン酸2型受容体の役割 (2021)
  • 著者名/発表者名: 岡本安雄, 北風圭介, 竹之内康広, 山本慎也, 坪井一人
  • 学会等名: 第63回 日本脂質生化学会
• [学会発表] マクロファージ特異的p16ノックアウトマウスを用いた肺線維化におけるマクロファージ老化の関与の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 細谷征矢, 酒井梨玖, 竹之内康広, 北風圭介, 坪井一人, 岡本安雄
  • 学会等名: 第139回日本薬理学会近畿部会
• [学会発表] 肺線維化における老化マクロファージの関与の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 酒井梨玖, 細谷征矢, 竹之内康広, 北風圭介, 坪井一人, 岡本 安雄
  • 学会等名: 第35回創薬・薬理フォーラム岡山
• [学会発表] 肺胞上皮細胞およびマクロファージにおける細胞老化関連遺伝子p16 の肺線維化への関与の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 竹之内康広, 北風圭介, 坪井一人, 杉本理栄, 岡本安雄
  • 学会等名: 第62回日本生化学会中国・四国支部例会
• [学会発表] ATF4を介した転写制御は小胞体ストレスによる膵β細胞の喪失を防ぐ (2021)
  • 著者名/発表者名: 北風圭介, 親泊美帆, 張君, 濱田良真, 竹之内康広, 坪井一人, 稲垣舞, 立川正憲, 藤谷与士夫, 岡本安雄, 親泊政一
  • 学会等名: 第62回日本生化学会中国・四国支部例会
• [学会発表] 肺胞上皮細胞およびマクロファージにおけるp16過剰発現による線維化関連因子の遺伝子発現変化の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 竹之内康広, 北風圭介, 坪井一人, 石丸浩靖, 岡本安雄
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] THP-1マクロファージにおけるIL-4/IL-13刺激によるSTAT6の完全活性化にS1P2-Rhoキナーゼ経路が重要である (2021)
  • 著者名/発表者名: 岡本安雄, 北風圭介, 竹之内康広, 山本慎也, 石丸浩靖, 坪井一人
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] サポシンD欠損マウスを用いた酸性セラミダーゼのN-アシルエタノールアミン加水分解活性の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 坪井一人, 渡邉昂, 北風圭介, 竹之内康広, 松田純子, 岡本安雄
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] 蛍光法によるグリセロホスホジエステラーゼGDE4およびGDE7活性の測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 北風圭介, 坪井一人, 津田真帆, 竹之内康広, 石丸浩靖, 岡本安雄
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] 発汗抑制による角層水分量低下がアレルギー反応に与える影響について (2021)
  • 著者名/発表者名: 石丸浩靖, 北風圭介, 竹之内康広, 坪井一人, 岡本安雄, 青山裕美
  • 学会等名: 第36回創薬・薬理フォーラム岡山