| 研究課題/領域番号 |
21K08585
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分54040:代謝および内分泌学関連
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| 研究機関 | 昭和大学 |
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研究代表者 |
宮崎 章 昭和大学, 医学部, 教授 (70253721)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | カルパイン / 非アルコール性脂肪性肝疾患 / 分枝アミノ酸 / 分枝鎖アミノ酸 / NAFLD / 糖尿病 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、カルパインが病態生理学的なアミノ酸産生に関与するとの我々のオリジナルの概念に基づいている。食事や骨格筋由来のアミノ酸が耐糖能に影響をおよぼすことは広く知られているが、肝臓微小環境のアミノ酸組成が病態にいかなる影響をおよぼすか検討された例は少ない。本研究が成就した場合、肝臓微小環境における病態生理学的なアミノ酸制御の実態が解明され、アミノ酸を起点とした糖尿病治療戦略に貢献できると考える。
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| 研究実績の概要 |
2021年度に引き続き、肝血管内皮細胞におけるカルパイン依存的なアミノ酸産生が脂肪肝形成に及ぼす影響を、主にモデル動物を用いて検討した。calpain-s1はcalpain-1、calpain-2に共通の調節性サブユニットである。野生型マウスに高脂肪食を負荷すると、肝血管内皮細胞にcalpain-s1発現が誘導され、肝臓の中性脂肪蓄積を誘導した。Tie2プロモーターを用いて血管内皮細胞のcalpain-s1遺伝子をノックアウト(KO)したところ、肝臓の中性脂肪蓄積が抑制された。calpain-s1 KOマウスの肝臓のロイシン、イソイロイシン含有量は、野生型に比し有意に低下していた。野生型マウスから単離した培養肝血管内皮細胞を高グルコースで刺激すると、アミノ酸遊離が増加したが、calpain-s1 KOマウス由来細胞では全く増加しなかった。高脂肪食負荷マウスにL-アミノ酸トランスポーター阻害剤であるJPH203を投与すると、calpain-s1 KOマウスと同程度に肝臓の中性脂肪蓄積が抑制された。野生型マウスに高脂肪食を負荷すると、肝臓の脂肪蓄積促進因子であるsterol regulatory element binding protein1 (SREBP1)ならびにSREBP1の活性化因子であるS6キナーゼが活性化されたが、calpain-s1 KOマウスではこれらの活性化が抑制された。以上より、高グルーコースや脂肪食負荷により、肝血管内皮細胞のカルパインが活性化され、ロイシンなどのアミノ酸遊離が増加し、肝細胞に取り込まれたアミノ酸がS6キナーゼならびにSREBP1を活性化し脂肪蓄積が促進されることが示された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
2021年度の培養細胞実験と2022年度のモデルマウス実験の結果をまとめた論文を投稿し、アメリカ生化学・分子生物学会の機関誌であるThe Journal of Biological Chemistryに採択された。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究は、カルパイン作用によって肝血管内皮細胞から遊離するアミノ酸が、肝細胞のmTOR/S6キナーゼ/SREBP1分子軸を活性化し、肝臓における脂肪蓄積を促進することを明らかにした。これらの分子軸を標的としたあらたな非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の治療戦略の構築を目指す。
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