PNPLA3遺伝子改変マウスを用いたERストレスを介するNASH発症・病因の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K09009
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 小笠原 光成 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (10605215)
• 研究分担者: 小野 正文 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (70304681) ; 西原 利治 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (60145125)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: NASH / PNPLA3 / PNPLA3 mutation / XBP-1

研究実績の概要

ＮＡＳＨ（非アルコール性脂肪肝炎）の発症に肥満や糖尿病などの環境要因が重要であるが、人種差や遺伝子多型などの遺伝的要因も重要であることが明らかになっており、その中でもPNPLA3遺伝子多型がＮＡＳＨ発症に重要であることが報告されている。しかし、その発症メカニズムは明らかでなかったため、NASH発症および病状進展に対する同遺伝子の役割を明らかにする目的でPNPLA3欠損マウスおよび変異遺伝子（I148M）トランスジェニックマウスを作成した。
先ずは、ER stressを介したNASH発症へのPNPLA3遺伝子の関与について解析することとした。PNPLA3欠損マウス(KO mice)に対しER stress負荷を惹起すると、コントロールに比べKO miceでは、肝の脂肪化(microvesicular steatosis)が明らかに抑制され、肝内中性脂肪(TG)含量もKO miceでは増加が見られなかった。　また、ERストレス応答として知られている３つの経路に対する制御因子であるXBP-１遺伝子(un-splicing form非活性型：XBP-１u)およびsplicing form (活性型：XBP-１s) の発現が、KO miceではER stress負荷にて抑制されていることも明らかになった。XBP-１のsplicingを制御するIRE1のリン酸化や２量体形成は、KO mice に対してER stress負荷を行っても変化がないにも関わらずXBP-1の発現が抑制されていることから、PNPLA3遺伝子はその下流のSCD-1発現の低下および、さらにその下流にあるシャペロン蛋白誘導低下にも重要な影響を与え、脂肪酸合成および中性脂肪合成に影響を与える重要な因子であることを示唆する結果であった。以上のことから、PNPLA3遺伝子はER stress負荷による肝脂肪化発症に際し、重要な役割を果たしていることが示唆された（Hepatol Res. 2016 May;46(6):584-92. EASL 2016; ILC2016-RS-2079）。
以上のように、研究助成により順調に研究成果が上がっているものと考えられる。

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

本研究開始から順調に多くの研究データーが出ており、その実験結果に関する論文発表と学会での報告が行われている。

今後の研究の推進方策

我々は、本研究においてPNPLA3遺伝子はER stress負荷による肝脂肪化発症に際し、重要な役割を果たしていることが示唆する実験結果を報告した。その際、PNPLA3遺伝子は、XBP-1遺伝子発現の調節を介してNASH発症に関わっていることが示唆されたが、XBP-1遺伝子はATF6と高血糖により発現が制御されていることも報告されている (Nature Medicine 2011; 17: 356, Science 2008; 320: 1492)。これまでの我々の実験では、ER stress負荷にてWT, KO miceともにATF6発現は同等に上昇しており、血糖値にも有意差がないにも関わらずKO miceのXBP-1遺伝子発現のみが抑制されていたことから（未発表データ）、PNPLA3遺伝子はXBP-1遺伝子の発現調整に関与することで肝の脂肪化形成に関わっている事が示唆される。このため、PNPLA3遺伝子によるXBP-1の発現調整機序のメカニズムついて今後は解析を進めて行く予定である。

次年度使用額が生じた理由

最終年度に活用予定があるため、予定していた外国出張をとりやめたため

次年度使用額の使用計画

最終年度の今年は、研究成果の発表のため国内外への学会発表および出席を積極的に行い、また研究にかかる物品を購入・使用予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of miR-7 biogenesis by NF90-NF45 controls cell proliferation in hepatocellular carcinoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Higuchi T, Todaka H, Sugiyama Y, Ono M, Tamaki N, Hatano E, Takezaki Y, Hanazaki K, Miwa T, Chin See LS, Morisawa K, Tsuda M, Taniguchi T, Sakamoto S
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 291 ページ: 21074-21084
  • DOI: jbc.M116.748210.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Magnetic Resonance Imaging More Accurately Classifies Steatosis and Fibrosis in Patients With Nonalcoholic Fatty Liver Disease Than Transient Elastography. (2016)
  • 著者名/発表者名: Imajo K, Kessoku T, Honda Y, Tomeno W, Ogawa Y, Mawatari H, Fujita K, Yoneda M, Taguri M, Hyogo H, Sumida Y, Ono M, Eguchi Y, Inoue T, Yamanaka T, Wada K, Saito S, Nakajima A
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: 150 ページ: 626-637
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2015.11.048.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High fasting insulin concentrations may be a pivotal predictor for the severity of hepatic fibrosis beyond the glycemic status in non-alcoholic fatty liver disease patients before development of diabetes mellitus． (2016)
  • 著者名/発表者名: Masuda K，Noguchi S，Ono M，Ochi T，Munekage K，Okamoto N，Suganuma N，Saibara T
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/hepr.12832.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Patatin-like phospholipase domain-containing protein 3 is involved in hepatic fatty acid and triglyceride metabolism through X-box binding protein 1 and modulation of endoplasmic reticulum stress in mice． (2016)
  • 著者名/発表者名: Ochi T, Munekage K, Ono M, Higuchi T, Tsuda M, Hayashi Y, Okamoto N, Toda K, Sakamoto S, Oben JA, Saibara T
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: 46 ページ: 584-592
  • DOI: 10.1111/hepr.12587.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Are genetic variations the most important risk factors for development of hepatocellular carcinoma？ (2016)
  • 著者名/発表者名: Ono M, Saibara T
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 51 ページ: 404-405
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1130-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Ovarian Responses to Equine Chorionic Gonadotropin of Aromatase-Deficient Mice With or Without 17β-Estradiol Supplementation (2016)
  • 著者名/発表者名: Toda K, Hayashi Y, Ono M, Saibara T
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 157 ページ: 2093-2103
  • DOI: 10.1210/en.2015-1701.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatocellular carcinoma in Japanese patients with nonalcoholic fatty liver disease and alcoholic liver disease: multicenter survey (2016)
  • 著者名/発表者名: Tokushige K, Hyogo H, Nakajima T, Ono M, Kawaguchi T, Honda K, Eguchi Y, Nozaki Y, Kawanaka M, Tanaka S, Imajo K, Sumida Y, Kamada Y, Saibara T
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 51 ページ: 586-596
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1129-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 診断の進め方：専門医への紹介のポイント (2016)
  • 著者名/発表者名: 小野正文，西原利治
  • 雑誌名: 日本内科学会雑誌 巻: 105 ページ: 47-55
  • 査読あり
• [学会発表] 非Ｂ非Ｃ肝がんの発症・予後とアルブミンの関連：Random Forest分析． (2016)
  • 著者名/発表者名: 川口巧，小野正文，鳥村拓司
  • 学会等名: 第20回日本肝臓学会大会(JDDW)
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2016-11-03 – 2016-11-06
• [学会発表] INVOLVEMENT OF AGE-RAGE SYSTEM FOR THE DEVEL-OPMENT OF HEPATIC FIBROSIS IN NASH． (2016)
  • 著者名/発表者名: Munegage K，Ono M，Ochi T，Ogasawara M，Hirose A，Fujimura Y ，Iwasaki S，Saibara T
  • 学会等名: uegweek2016（24th United European Gastroenterology Week）
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-10-15 – 2016-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] POTASSIUM-COMPETITIVE ACID BLOCKER-BASED THIRD-LINE TRIPLE THERAPY IN HELICOBACTER PY-LORI ERADICATION AND STUDY OF THE DIVERSITY OF ANTIMICROBIAL SUSCEPTIBILITIES． (2016)
  • 著者名/発表者名: Yano Y，Mizuta H，Kira M，Matsumura Y，Kitagawa T，Hashiba M，Okamoto N，Takeuchi H，Ono M，Saibara T
  • 学会等名: uegweek2016（24th United European Gastroenterology week)
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-10-15 – 2016-10-19
  • 国際学会
• [学会発表] NASHの肝線維化進展におけるAGE-RAGE系の関与について． (2016)
  • 著者名/発表者名: 宗景玄祐，小野正文，西原利治
  • 学会等名: 第52回日本肝臓学会総会
  • 発表場所: ホテルニューオータニ幕張・東京ベイ幕張ホール（千葉県千葉市）県
  • 年月日: 2016-05-19 – 2016-05-20
• [学会発表] NAFLD患者の肝線維化進展抑制には早期からの高インスリン血症，血糖変動，DM発症抑制への対策が重要である (2016)
  • 著者名/発表者名: 宗景玄祐，小野正文，西原利治
  • 学会等名: 第102回日本消化器病学会総会．
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-04-21 – 2016-04-23
• [学会発表] EFFICACY OF GLUTATHIONE FOR THE TREATMENT OF NON-ALCOHOLIC FATTY LIVER DISEASE:AN OPEN-LABEL,MULTICENTER,PROSPECTIVE STUDY． (2016)
  • 著者名/発表者名: Kessoku T，Sumida Y，Imajo K，Honda Y，Ogawa Y，Yoneda M，Ono M，Egushi，Nakajima A
  • 学会等名: EASL（51th Annual Meeting of The European Association For The Study of The Liver）
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2016-04-13 – 2016-04-17
  • 国際学会
• [学会発表] PNPLA3 IS INVOLVED IN HEPATIC LIPIDS METABOLISM THROUGH XBP1 AND MODUALATION OF ENDOPLASMIC RETICULUM SYRESS IN MICE． (2016)
  • 著者名/発表者名: Ono M，Ochi T，Munegage K，Ogasawara M，Hirose A，Nozaki-Fujimura Y，Okamoto N， Iwasaki S，Oben J，Saibara T
  • 学会等名: EASL（51th Annual Meeting of The European Association For The Study of The Liv
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2016-04-13 – 2016-04-17
  • 国際学会