肝星細胞活性化における不可逆的スイッチ機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21K07968
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 大阪公立大学 (2022-2023); 大阪市立大学 (2021)
• 研究代表者: 松原 三佐子 (佐藤三佐子) 大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 准教授 (00635120)
• 研究分担者: 松原 勤 大阪公立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (20628698)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 活性化肝星細胞 / サイトグロビン / 一酸化窒素 / 酸化ストレス / 肝細胞 / 線維化 / 肝星細胞 / 肝発がん / 細胞間相互作用 / ミトコンドリア呼吸鎖 / DNA損傷

研究開始時の研究の概要

肝硬変は、慢性的炎症による持続的な肝星細胞 (HSC) の活性化を主因し、結合組織
沈着を伴った肝機能障害を特徴とする。肝線維化は、HSC活性化が可逆的にも関わらず、病因が排除されても病態が進行する事が問題となっている。本研究では、HSC活性化が持続的かつ不可逆的になるHSC活性化スイッチ機構が存在し、それが肝硬変の難治性に繋がっていると考え、①HSCの不可逆的な活性化に関わるDNA損傷部位の同定、②不可逆的な活性化におけるDNA修復酵素PARP1の意義などHSC活性化スイッチ機構の解明、③肝機能における活性化HSCの影響を検証しながら、肝硬変の分子病態を理解するために本申請課題を提案する。

研究成果の概要

サイトグロビン（CYGB）欠損マウスは、野生型マウスよりも自然発生的に発がんしやすいことが報告されている。申請者は、肝星細胞（HSC）の活性化スイッチ機構が存在し、それがHSCの持続的かつ不可逆的な活性化を引き起こし、肝硬変や肝がんの難治性につながるという仮説に基づいて研究を行ってきた。本研究では、CYGB欠損マウスを用いて、活性化HSCから過剰に放出された一酸化窒素(NO)が肝細胞内のミトコンドリアの活動を阻害し、活性酸素種の蓄積を引き起こすことを実証した。これは、HSC内のCYGBのNOジオキシゲナーゼ活性が肝細胞機能の維持に必須であることを示している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肝硬変は我が国の肝硬変患者は、B 型やC 型の肝炎ウイルス感染、生活習慣に伴う非アルコール性脂肪性肝疾患(non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD)などを原因とし40 万人に達する。そのため、活性化肝星細胞（HSC）を標的とした新規治療法の開発が急務である。本研究は、活性化HSCにおける持続的なHSC活性化の仕組みと肝線維化進展への関与および隣接する肝細胞への影響を調べることを目的とする。今回の研究で得られる成果は肝臓だけでなく他臓器の組織修復機構の維持や破綻・線維化反応の解明やその治療法開発につながる。

研究成果

• [雑誌論文] Nitric Oxide Derived from Cytoglobin-Deficient Hepatic Stellate Cells Causes Suppression of Cytochrome c Oxidase Activity in Hepatocytes (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okina, Misako Sato-Matsubara, Yasutoshi Kido, Hayato Urushima, Atsuko Daikoku, Chiho Kadono, Yu Nakagama, Yuko Nitahara, Truong Huu Hoang, Le Thi Thanh Thuy, Tsutomu Matsubara, Naoko Ohtani, Kazuo Ikeda, Katsutoshi Yoshizato, Norifumi Kawada.
  • 雑誌名: Antioxid Redox Signal. 巻: 38 ページ: 463-479
  • DOI: 10.1089/ars.2021.0279
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cloaking the ACE2 receptor with salivary cationic proteins inhibits SARS-CoV-2 entry (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshizato Katsutoshi、Taira Toshio、Sato-Matsubara Misako、Sekiguchi Shizuko、Yabunaka Yoriko、Kira Yukimi、Ohashi Tetsu、Daikoku Atsuko、Ofusa Ken、Kadono Chiho、Oikawa Daisuke、Matsubara Tsutomu、Nakagama Yu、Kido Yasutoshi、Tokunaga Fuminori、Ikeda Kazuo、Kaneko Akira、Kawada Norifumi
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 172 号: 4 ページ: 205-216
  • DOI: 10.1093/jb/mvac054
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cytoglobin attenuates pancreatic cancer growth via scavenging reactive oxygen species (2022)
  • 著者名/発表者名: Hoang Dinh Viet、Thuy Le Thi Thanh、Hai Hoang、Hieu Vu Ngoc、Kimura Kenjiro、Oikawa Daisuke、Ikura Yoshihiro、Dat Ninh Quoc、Hoang Truong Huu、Sato-Matsubara Misako、Dong Minh Phuong、Hanh Ngo Vinh、Uchida-Kobayashi Sawako、Tokunaga Fuminori、Kubo Shoji、Ohtani Naoko、Yoshizato Katsutoshi、Kawada Norifumi
  • 雑誌名: Oncogenesis 巻: 11 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1038/s41389-022-00389-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Capacity of extracellular globins to reduce liver fibrosis via scavenging reactive oxygen species and promoting MMP-1 secretion. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hieu VN, Thuy LTT, Hai H, Dat NQ, Hoang DV, Hanh NV, Phuong DM, Hoang TH, Sawai H, Shiro Y, Sato-Matsubara M, Oikawa D, Tokunaga F, Yoshizato K, Kawada N.
  • 雑誌名: Redox Biol. 巻: 52 ページ: 102286-102286
  • DOI: 10.1016/j.redox.2022.102286
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Non-heat-stressed Method to Isolate Hepatic Stellate Cells From Highly Steatotic Tumor-bearing Liver Using CD49a (2022)
  • 著者名/発表者名: Yi Cheng, Ryota Yamagishi, Yoshiki Nonaka, Misako Sato-Matsubara, Norifumi Kawada, Naoko Ohtani
  • 雑誌名: Cellular and molecular gastroenterology and hepatology 巻: 14 号: 4 ページ: 964-966.e9
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2022.07.006
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019707
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cancer cells produce liver metastasis via gap formation in sinusoidal endothelial cells through proinflammatory paracrine mechanisms. (2022)
  • 著者名/発表者名: Huu Hoang T, Sato-Matsubara M, Yuasa H, Matsubara T, Thuy LTT, Ikenaga H, Phuong DM, Hanh NV, Hieu VN, Hoang DV, Hai H, Okina Y, Enomoto M, Tamori A, Daikoku A, Urushima H, Ikeda K, Dat NQ, Yasui Y, Shinkawa H, Kubo S, Yamagishi R, Ohtani N, Yoshizato K, Gracia-Sancho J, Kawada N.
  • 雑誌名: Sci Adv. 巻: 8(39) 号: 39 ページ: 5525-5525
  • DOI: 10.1126/sciadv.abo5525
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 6His-tagged Recombinant Human Cytoglobin Deactivates Hepatic Stellate Cells and Inhibits Liver Fibrosis by Scavenging Reactive Oxygen Species (2021)
  • 著者名/発表者名: Ninh Quoc Dat, Le Thi Thanh Thuy, Vu Ngoc Hieu, Fuminori Tokunaga, Massimo Pinzani, and Norifumi Kawada
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 0-0 号: 6 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1002/hep.31752
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stress can attenuate hepatic lipid accumulation via elevation of hepatic β-muricholic acid levels in mice with nonalcoholic steatohepatitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Sayuri Takada, Tsutomu Matsubara, Hideki Fujii, Misako Sato-Matsubara, Atsuko Daikoku, Naoshi Odagiri, Yuga Amano-Teranishi, Norifumi Kawada, Kazuo Ikeda
  • 雑誌名: Laboratory investigation 巻: 101 号: 2 ページ: 193-203
  • DOI: 10.1038/s41374-020-00509-x
  • NAID: 120007147938
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2020048
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-fibrotic treatments for chronic liver diseases: the present and the future (2021)
  • 著者名/発表者名: Naoshi Odagiri, Tsutomu Matsubara, Misako Sato-Matsubara, Hideki Fujii, Masaru Enomoto, Norifumi Kawada
  • 雑誌名: Clinical and molecular hepatology 巻: - 号: 3 ページ: 413-424
  • DOI: 10.3350/cmh.2020.0187
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 肝細胞膜による肝星細胞活性化の抑制作用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上喜楽々、松原三佐子、松原勤、宇留島隼人、湯浅秀人、大黒敦子、池田一雄、吉里勝利、鈴木孝幸、河田則文
  • 学会等名: 第36回肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [学会発表] 肝転移におけるがん細胞―肝類洞内皮細胞相互作用の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: Huu Hoang Truong, 松原三佐子、湯浅秀人、Le thi Thah Thuy, 松原勤、池田一雄、吉里勝利、河田則文
  • 学会等名: 第36回肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [学会発表] 肝細胞膜による肝星細胞の脱活性化機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上喜来々、松原三佐子、松原勤、宇留島隼人、湯浅秀人、大黒敦子、池田一雄、吉里勝利、河田則文
  • 学会等名: 第29回日本門脈圧亢進症学会総会
• [学会発表] 肝細胞と肝星細胞との細胞膜を介した直接的なクロストーク (2022)
  • 著者名/発表者名: 肝細胞と肝星細胞との細胞膜を介した直接的なクロストーク，井上喜来々、松原三佐子、松原勤、宇留島隼人、湯浅秀人、大黒敦子、池田一雄、吉里勝利、鈴木孝幸、河田則文
  • 学会等名: 第45回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 肝細胞がんにおける肝類洞壁内皮細胞内ギャップ形成の分子機序解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松原三佐子、Huu Hoang Truong, 、湯浅秀人、井上喜楽々、松原勤、池田一雄、吉里勝利、河田則文
  • 学会等名: 第29回肝細胞研究会
• [学会発表] 肝細胞の肝星細胞活性化抑制作用における肝細胞膜の重要性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井上喜楽々、松原三佐子、松原勤、宇留島隼人、湯浅秀人、大黒敦子、池田一雄、吉里勝利、鈴木孝幸、河田則文
  • 学会等名: 第29回肝細胞研究会
• [学会発表] 肝細胞と肝星細胞との細胞膜を介した直接的なクロストーク (2021)
  • 著者名/発表者名: 井上喜来々、松原三佐子、Truong Huu Hoang、松原勤、宇留島隼人、湯浅秀人、大黒敦子、池田一雄、吉里勝利、河田則文
  • 学会等名: 肝細胞研究会
• [学会発表] 臨床検体から抽出した癌抑制遺伝子SKIによる肝胆癌細胞周期の抑制 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川村悦史、松原勉、大黒敦子、武藤芳美、高田さゆり、新川寛二、木下正彦、小田桐直志、小谷晃平、元山宏行、小塚立蔵、松原三佐子、萩原淳司、藤井英樹、打田佐和子、田中肖吾、竹村茂一、榎本大、田守昭博、久保正二、池田一雄、河田則文
  • 学会等名: 第44回 日本肝臓学会西部会
• [学会発表] Cytoglobin欠損マウスの肝星細胞に由来する一酸化窒素は肝細胞のミトコンドリア機能障害を引き起こす (2021)
  • 著者名/発表者名: 翁良徳、松原三佐子、宇留島隼人、松原勤、池田一雄、吉里勝利、河田則文
  • 学会等名: 第35回 肝類洞壁細胞研究会
• [学会発表] Intracellular gap formation of the liver sinusoidal endothelial cells facilitates the liver metastasis ability of cancer cell (2021)
  • 著者名/発表者名: Truong Huu Hoang, Misako Sato-Matsubara, Yuasa Hideto, Tsutomu Matsubara, Hayato Urushima, Le Thi Thanh Thuy, Atsuko Daikoku, Yoshinori Okina, Akihiro Tamori, Katsutoshi Yoshizato, Norifumi Kawada
  • 学会等名: American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Cell membrane-mediated direct crosstalks between hepatocytes and HSCs (2021)
  • 著者名/発表者名: Kirara Inoue, Misako Sato-Matsubara, Truong Huu Hoang, Tsutomu Matsubara, Hayato Urushima, Atsuko Daikoku, Kazuo Ikeda, Katsutoshi Yoshizato, Norifumi Kawada
  • 学会等名: Asian Pacific Association for the Study of the Liver (APASL) Single Topic Conference 2021 Osaka
  • 国際学会
• [学会発表] Intracellular gap formation of the liver sinusoidal endothelial cells facilitates the liver metastasis ability of cancer cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Truong Huu Hoang, Misako Sato-Matsubara, Yuasa Hideto, Tsutomu Matsubara, Hayato Urushima, Le Thi Thanh Thuy, Atsuko Daikoku, Yoshinori Okina, Akihiro Tamori, Katsutoshi Yoshizato, Norifumi Kawada
  • 学会等名: American Association for the Study of Liver Diseases (AASLD) The Liver Meeting 2021
  • 国際学会
• [備考] 大阪公立大学大学院医学研究科肝胆膵病態な化学
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/liver/