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2014 年度 実績報告書

計画的ネクローシスが担う生体応答機構の解明

計画研究

研究領域細胞死を起点とする生体制御ネットワークの解明
研究課題/領域番号 26110003
研究機関東邦大学

研究代表者

中野 裕康  東邦大学, 医学部, 教授 (70276476)

研究分担者 大村谷 昌樹  熊本大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (60398229)
研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2019-03-31
キーワードcFLIP / 計画的ネクローシス / アポトーシス / 腸炎 / RIPK3 / ノックインマウス / SPINK / 膵炎
研究実績の概要

(目標1)X染色体に選択的にcFLIPs遺伝子を導入したノックイン(KI)マウスを樹立し以下の事を明らかにした。
1)♂cFLIPs KIマウスは胎生18.5日には腸管上皮細胞の著明なアポトーシスが亢進し、胎生致死となった。2)組織学的な解析ではcFLIPs KIマウスの腸管上皮細胞の多くは活性化型カスパーゼ3抗体陽性であった。電子顕微鏡の観察では、典型的なアポトーシス像を呈している腸上皮細胞は少なかったものの、死んだ細胞を貪食した上皮細胞が多数認められた。このことは胎生期の腸管上皮細胞はアポトーシスに陥った細胞を速やかに貪食してしまうことを示している。また一部の上皮細胞は細胞質に大きな空胞が認められ、ネクローシスに陥っていると考えられた。3)cFLIPs KIマウスとRIPK3欠損マウスを交配することにより、部分的に♂の胎生致死の表現型がレスキューされ、腸管上皮細胞のアポトーシスが抑制される。4)腸管を用いてcFLIPsのin situ hybridizationを行ったところ♀KIマウスではモザイク状に、♂KIマウスでは全体的にcFLIPsのmRNAレベルでの発現が認められた。5)野生型マウスとcFLIPs KIマウスの腸管での遺伝子発現をゲノムワイドに解析した結果、組織修復に関与するRegIIIb, RegIIIgの2種類の遺伝子の発現がcFLIPs KIマウスで亢進していることを見出した。
(目標2) 変異SPINK1ノックインマウスの解析から以下の事を明らかにした。
SPINK1ノックインマウスは正常に出生し、生後4週でヒト慢性膵炎と類似の病態が完成することが判明した。慢性膵炎を発症する過程で、① オートファジー不全、② p62の蓄積、③ 膵内トリプシン活性の亢進、④細胞死(アポトーシス、ネクローシス)を確認した。プログラムされたネクローシスの実行因子RIP3の欠損マウスとの二重変異マウスを解析した結果、その重症度が抑制され、このネクローシスが膵炎発症に重要であることが判明した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

(目標1)
1) cFLIPs KIマウスで見られる腸管における細胞死がRIPK3依存性かどうかを検討し、RIPK3を欠損させたことでアポトーシスが減少するという事を見出した。この事は予想外な結果であり、今後RIPK3の機能や、RIPK3を阻害する治療剤を開発あるいはモデル動物に投与する上で非常に重要な知見と考えられる。2) マイクロアレイ解析を行いcFLIPs KIマウス腸管で発現が上昇し、組織修復に関与する遺伝子としてRegIIIbとRegIIIgを同定できたことから、当初の目的は達成できていると考えられる。
(目標2)
3) 予定していた膵特異的Atg 5欠損マウス、カテプシンB欠損マウス、RIPK3欠損マウスと変異SPINKノックインマウスとの二重変異マウスの樹立および解析が終了し、論文を投稿を予定である。4) ネクローシス制御化合物の探索(単離腺房細胞を用いたex vivo解析)は、現在膵腺房細胞の培養系を構築した。

今後の研究の推進方策

(目標1)
1) 腸管におけるcFLIPsのin situ hybridization (ISH)を行うことができたが、他の組織においてcFLIPsがどのような発現パターンを示しているかを検討する予定である。2) 細胞死が亢進している腸管上皮細胞を用いてオーガノイドカルチャーを行うのは、現実的ではないことが判明した。そこで、細胞死に伴うRegIIIbやRegIIIgの発現のメカニズムを明らかにするために、胎児腸管を用いて短期間の培養を行い、様々な阻害剤を投与することでこれらの遺伝子の発現が低下するかを明らかにする予定である。3) RegIIIbとRegIIIgの胎生期における役割を明らかにするためにCrisper/Cas9法を用いて両者の二重欠損マウスを樹立する。4)cFLIPsを発現させることで何故RIPK3依存性にアポトーシスが誘導されるかのメカニズムをcFLIPsの会合分子の同定や、cFLIPs KIマウスの腸管においてRipoptosome形成が促進されているかなどの解析を通じて明らかにする。
(目標2)
5) SPINK不全に伴って生じる死細胞が発するシグナルの特定を、マイクロアレイの結果からいくつかの候補を絞り解析を行う。6) これまでのin vivo研究に加え、in vitroの培養系を構築し、膵腺房細胞の細胞死制御化合物の探索を行う。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 慢性炎症と悪性腫瘍2015

    • 著者名/発表者名
      土屋勇一、中野裕康
    • 雑誌名

      臨床免疫・アレルギー科

      巻: 63 ページ: 1-6

  • [雑誌論文] ネクロプトーシスによる生体応答制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      進藤綾大、中野裕康
    • 雑誌名

      臨床免疫・アレルギー科

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] Staging laparoscopy leads to rapid induction of chemotherapy for unresectable pancreatobiliary cancers2015

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto D, Chikamoto A, Sakata K, Nakagawa S, Hayashi H, Ohmuraya M, Hirota M, Yoshida N, Beppu T, Baba H
    • 雑誌名

      Asian J Endosc Surg

      巻: 8 ページ: 59-62

    • DOI

      10.1111/ases.12138

    • 査読あり
  • [雑誌論文] SPINK1 Status in Colorectal Cancer, Impact on Proliferation, and Role in Colitis-associated Cancer2015

    • 著者名/発表者名
      Ida S, Ozaki N, Araki K, Hirashima K, Zaitsu Y, Taki K, Sakamoto Y, Miyamoto Y, Oki E, Morita M, Watanabe M, Maehara Y, Yamamura KI, Baba H, Ohmuraya M
    • 雑誌名

      Mol Cancer Res

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1158/1541-7786.MCR-14-0581

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of knockout mice by DNA microinjection of various CRISPR/Cas9 vectors into freeze-thawed fertilized oocytes2015

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Y, Sakuma T, Sakamoto T, Ohmuraya M, Nakagata N, Yamamoto T.
    • 雑誌名

      BMC Biotechnol

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The adaptor TRAF5 limits the differentiation of inflammatory CD4(+) T cells by antagonizing signaling via the receptor for IL-6.2014

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, H., Y. Okuyama, A. Asao, T. Kawabe, S. Yamaki, H. Nakano, M. Croft, N. Ishii, and T. So.
    • 雑誌名

      Nat Immunol

      巻: 15 ページ: 449-456

    • DOI

      10.1038/ni.2863

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disuption of Tumor Necrosis Factor Receptor Associated Factor 5 Exacerbates Pressure Overload Cardiac Hypertrophy and Fibrosis2014

    • 著者名/発表者名
      Bian, Z., J. Dai, H. Nakano, H. Guan, Y. Yuan, L. Gan, H. Zhou, J. Zong, Y. Zhang, F. Li, L. Yan, D. Shen, H. Li, and Q. Tang.
    • 雑誌名

      J Cell Biochem

      巻: 115 ページ: 349-358

    • DOI

      10.1002/jcb.24669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antibody against chromatin assembly factor-1 is a novel autoantibody specifically recognized in systemic lupus erythematosus.2014

    • 著者名/発表者名
      Doe, K., K. Nozawa, K. Hiruma, Y. Yamada, Y. Matsuki, S. Nakano, M. Ogasawara, H. Nakano, T. Ikeda, T. Ikegami, M. Fujishiro, M. Kawasaki, K. Ikeda, H. Amano, S. Morimoto, H. Ogawa, K. Takamori, I. Sekigawa, and Y. Takasaki.
    • 雑誌名

      Lupus

      巻: 23 ページ: 1031-1041

    • DOI

      10.1002/jcb.24669

    • 査読あり
  • [雑誌論文] cFLIPの生体の恒常性維持における役割2014

    • 著者名/発表者名
      中野裕康
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 86 ページ: 400-403

    • 査読あり
  • [雑誌論文] mpact of Postoperative Weight Loss on Survival After Resection for Pancreatic Cancer2014

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto D, Chikamoto A, Ohmuraya M, Abe S, Nakagawa S, Beppu T, Takamori H, Hirota M, Baba H.
    • 雑誌名

      JPEN J Parenter Enteral Nutr

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1177/0148607114520992

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pancreaticodigestive anastomosis and the postoperative management strategies to prevent postoperative pancreatic fistula formation after pancreaticoduodenectomy.2014

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto D, Chikamoto A, Ohmuraya M, Hirota M, Baba H.
    • 雑誌名

      Surg Today

      巻: 44 ページ: 1207-1213

    • DOI

      10.1007/s00595-013-0662-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pancreatic cancer in the remnant pancreas following primary pancreatic resection.2014

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto D, Chikamoto A, Ohmuraya M, Sakata K, Miyake K, Kuroki H, Watanabe M, Beppu T, Hirota M, Baba H.
    • 雑誌名

      Surg Today

      巻: 44 ページ: 1313-1320

    • DOI

      10.1007/s00595-013-0708-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of oocyte cryopreservation technology in TALEN-mediated mouse genome editing2014

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Y, Sakuma T, Nakagata N, Yamasaki S, Takeda N, Ohmuraya M, Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Exp Anim

      巻: 63 ページ: 349-355

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Screening methods to identify TALEN-mediated knockout mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa Y, Yamamoto T, Suzuki K, Araki K, Takeda N, Ohmuraya M, Sakuma T.
    • 雑誌名

      Exp Anim

      巻: 63 ページ: 79-84

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autophagy regulation in pancreatic acinar cells is independent of epidermal growth factor receptor signaling2014

    • 著者名/発表者名
      Ozaki N, Fukuchi Y, Tomiyoshi SR, Uehara H, Ida S, Wang J, Araki K, Sibilia M, Baba H, Yamamura K, Ohmuraya M
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 446 ページ: 24607897

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2014.02.111

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation and analysis of serine protease inhibitor kazal type 3-cre driver mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Sakata K, Ohmuraya M, Araki K, Suzuki C, Ida S, Hashimoto D, Wang J, Uchiyama Y, Baba H, Yamamura K.
    • 雑誌名

      Exp Anim

      巻: 63 ページ: 45-53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clinical features and management of pancreatic solid pseudopapillary tumor.2014

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto M, Hashimoto D, Chikamoto A, Abe S, Ohmuraya M, Baba H
    • 雑誌名

      Am Surg

      巻: 80 ページ: 1212-1215

    • 査読あり
  • [学会発表] Autophagy and Pancreatitis2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Ken-ichi Yamamura
    • 学会等名
      The16th Northeastern Asian Symposiumon Autophagy
    • 発表場所
      釜山, 韓国
    • 年月日
      2014-12-18
  • [学会発表] Impaired Autophagy induced by Serine Protease Inhibitor Kazal (SPINK) Insufficiency Causes Chronic Pancreatitis in Mice2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Katsunobu Taki, Miyuki Matsumoto, Kimi Araki, and Ken-ichi Yamamura
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、神奈川県、横浜市
    • 年月日
      2014-11-25
  • [学会発表] 計画的ネクローシスの担う生体応答機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      中野 裕康
    • 学会等名
      新学術領域「ダイイングコード」キックオフシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学、東京都、文京区
    • 年月日
      2014-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] SPINK insufficiency causes impaired autophagy resulting in chronic pancreatitis2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ohmuraya, Kazuya Sakata, Olga Mareninova, Kenji Notohara, Ilya Gukovsky, Anna Gukovskaya
    • 学会等名
      APA/JPS, 45th Anniversary Meeting
    • 発表場所
      ハワイ, 米国
    • 年月日
      2014-11-05
  • [学会発表] cFLIPによる細胞死と炎症の制御2014

    • 著者名/発表者名
      中野 裕康
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • 年月日
      2014-10-16
    • 招待講演
  • [学会発表] X染色体の不活性化を利用したcFLIPsトランスジェニックマウスの樹立2014

    • 著者名/発表者名
      進藤綾大、駒澤幸子、小池正人、内山安男、大村谷昌樹、中野裕康
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • 年月日
      2014-10-16
  • [学会発表] IL-11を介した腸管の恒常性維持機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      仁科隆史、大塚正人、中村衣里、多田昇弘、中野裕康
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館、京都府、京都市
    • 年月日
      2014-10-16
  • [学会発表] cFLIPによる生と死の運命決定機構2014

    • 著者名/発表者名
      中野 裕康
    • 学会等名
      第67回日本酸化ストレス学会
    • 発表場所
      同志社大学、京都府、京都市
    • 年月日
      2014-09-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 皮膚の恒常性維持におけるcFLIPの役割2014

    • 著者名/発表者名
      中野 裕康
    • 学会等名
      第23回日本Cell Death学会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学、東京都、文京区
    • 年月日
      2014-07-18
    • 招待講演
  • [学会発表] オートファジー不全と慢性膵炎発症メカニズムの解明2014

    • 著者名/発表者名
      大村谷昌樹
    • 学会等名
      第23回日本Cell Death学会学術集会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学、東京都、文京区
    • 年月日
      2014-07-18
  • [学会発表] CHOP欠損による慢性膵炎からの膵線維化進展2014

    • 著者名/発表者名
      髙城克暢、大村谷昌樹、橋本大輔、坂田和也、阿部真也、新田英利、林 洋光、近本 亮、別府 透、馬場秀夫
    • 学会等名
      第69回日本消化器外科学会総会
    • 発表場所
      郡山市民文化センター、福島県、郡山市
    • 年月日
      2014-07-16
  • [学会発表] 慢性膵炎におけるオートファジーの解析2014

    • 著者名/発表者名
      坂田和也、大村谷昌樹、髙城克暢、橋本大輔、阿部真也、新田英利、林洋光、近本亮、別府透、馬場秀夫
    • 学会等名
      第45回日本膵臓学会.
    • 発表場所
      北九州国際会議場、福岡県、北九州市
    • 年月日
      2014-07-11
  • [学会発表] 急性膵炎におけるオートファジー選択的基質p62の役割.2014

    • 著者名/発表者名
      大村谷昌樹、能登原憲司、廣田昌彦
    • 学会等名
      第45回日本膵臓学会
    • 発表場所
      北九州国際会議場、福岡県、北九州市
    • 年月日
      2014-07-11
  • [図書] Current Topics in Microbiology and Immunology "Apoptosis"2015

    • 著者名/発表者名
      Nakano H, Piao X, Shindo R, Komazawa-Sakon S.
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      Springer International Publishing AG
  • [備考] 東邦大学医学部生化学講座ホームページ

    • URL

      http://tohobiochemi.jp

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公開日: 2016-06-01  

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