モヤモヤ病感受性因子RNF213が制御する脂質代謝とオートファジー制御の関連解析

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07044
• 研究機関: 武庫川女子大学
• 研究代表者: 土生 敏行 武庫川女子大学, 生活環境学部, 准教授 (70346071)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: モヤモヤ病 / 血管内皮細胞 / 脂肪滴 / オートファジー

研究実績の概要

本申請研究ではモヤモヤ病感受性因子RNF213の脂質利用、特に脂質の取込み及び脂質滴の形成における機能を蛍光イメージング法により検討し、脂質利用におけるRNF213機能単位導き血管形成維持と脂質との接点を検討する。生体での役割にも焦点をあてノックアウトマウスやトランスジェニックマウスを用い栄養学的、組織学的観点よりRNF213の脂質と血管形成維持との関わり合いを検討する。また脂質と酸素環境変化に伴うオートファジーとの関連性に注目し、RNF213のオートファジー制御を顆粒形成の観点より蛍光イメージングにより解析し、血管形成維持とオートファジー及び脂肪滴制御との関連性を検討していく。

本年度モヤモヤ病感受性因子RNF213の細胞内局在の検討より、脂肪滴周辺部位へ局在することまたリソソームを含むオートファゴソームでの周辺部への一部局在を示すとこを明らかにしている。一方感受性遺伝子多型R4810Kではオートファゴソームの一部形成異常を示していた。さらにオートファゴソーム形成段階を順に抗体染色等により調べた結果、その形成段階でもリソソームとの融合前段階での形成異常を示していることが明らかとなった。

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

中性脂肪に取り込まれる蛍光試薬を使った血管内皮細胞の血管形成過程での脂肪滴解析に関しては、培地中の脂肪酸の存在自身が血管形成及び血管内皮細胞の増殖に対して抑制的に作用し、その結果血管形成時での大きな油滴形成が起こらないことが明らかになった。また細胞中の脂肪滴や様々な顆粒形成に注目し、血管形成における顆粒形成やその変化を追跡した結果、ミトコンドリアの形体的変化が観察された。この変化がオートファジー（マイトファジー）と関連しているかをオートファジーマーカーで現在追跡中である。
RNF213欠失血管内皮細胞では、この変化が起こっていないもしくは低く抑えられていることが明らかとなった。RNF213TG血管内皮細胞では、これらの変化は観察できなかった。この現象をRNF213のドメインとリンクした解析を現在解析中である。

今後の研究の推進方策

結果は期待通りの部分で成功と失敗の結果を得ている。よって申請時に記載した手順で、脂質代謝における血管形成との関連解析 、生体における脂質代謝と血管形成との関わりの解析、酸素環境変化と脂肪膜形成の関連解析の大きな柱に基づいて研究を推進してく予定である。

次年度使用額が生じた理由

所属機関の変更に伴い、研究室セットアップに時間を供した。そのために一部研究の進捗に影響が出た結果、研究費の次年度における使用を計画した。

次年度使用額の使用計画

上記に記載したように研究の進捗に影響が出たが、結果そのものを出すことには影響していない。よって今年度は、昨年度に出した脂肪滴の形成と脂質取込等とRNF213機能の関連性を深めるため追試実験を行う予定にしており、前年度に使用していない予算を使用して予定である。さらに今年度の研究計画に基づいて、本年度計画を並行して行う予定であり、大幅な計画変更等はない。

研究成果

• [雑誌論文] A new horizon of moyamoya disease and associated health risks explored through RNF213. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koizumi A, Kobayashi H, Hitomi T, Harada KH, Habu T, Youssefian S.
  • 雑誌名: Environ Health Prev Med. 巻: 21(2) ページ: 55-70
  • DOI: 10.1007/s12199-015-0498-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biochemical and Functional Characterization of RNF213 (Mysterin) R4810K, a Susceptibility Mutation of Moyamoya Disease, in Angiogenesis In Vitro and In Vivo. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Matsuda Y, Hitomi T, Okuda H, Shioi H, Matsuda T, Imai H, Sone M, Taura D, Harada KH, Habu T, Takagi Y, Miyamoto S, Koizumi A.
  • 雑誌名: J Am Heart Assoc. 巻: 30;4(7) ページ: e002146 1-26
  • DOI: 10.1161/JAHA.115.002146
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] In vitro and in vivo evidence on inhibition of angiogenesis by the Moyamoya susceptible gene and its mutation, RNF213 R4810K (2015)
  • 著者名/発表者名: Akio Koizumi, Hatasu Kobayashi, Yoshiko Matsuda, Toshiaki Hitomi, Hiroko Okuda, Hirotomo Shioi, Tetsuya Matsuda, Hirohiko Imai, Masakatsu Sone, Daisuke Taura, Kouji H. Harada, Yasushi Takagi, Susumu Miyamoto, Toshiyuki Habu
  • 学会等名: 4th International Moyamoya Meeting Berlin
  • 発表場所: Kaiserin-Friedrich-Haus, Germany
  • 年月日: 2015-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] PTP1B regulates the Moyamoya disease-associated E3 ligase, RNF213 and cellular dioxygenase activity to allow breast tumor survival in hypoxia (2015)
  • 著者名/発表者名: Robert S. Banh, Caterina Iorio, Richard Marcotte1, Yang Xu, Dan Cojocari, Anas Abdel Rahman, Judy Pawling, Ankit Sinha, Toshiaki Hitomi, Toshiyuki Habu, Akio Koizumi, Sarah Wilkins, Thomas Kislinger, Christopher J. Schofield, James W. Dennis, Bradly G. Wouters, and Benjamin G. Neel
  • 学会等名: AACR 106th Annual Meeting 2015
  • 発表場所: Philadelphia Convention Center, USA
  • 年月日: 2015-04-18 – 2015-04-22
  • 国際学会