肺高血圧進展におけるプロリン異性化酵素Pin1の役割解明と新規治療法の開発

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05220
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 酒井 俊 筑波大学, 医学医療系, 講師 (30282362)
• 研究分担者: 内田 隆史 東北大学, 農学研究科, 教授 (80312239) ; 柳川 徹 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (10312852) ; 正田 純一 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90241827)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 肺高血圧症 / Pin1 / 肺動脈血管平滑筋細胞 / 肺動脈血管内皮細胞

研究実績の概要

Pin1ノックアウトマウス(KO)を用いて低酸素誘発性肺高血症モデルを作製し、以下の結果を得た。すなわち、野生型マウス(WT)は低酸素により肺動脈圧上昇・右室重量増加・肺動脈壁肥厚が認められ肺高血圧症が誘発されるのに対し、KOでは肺動脈圧上昇・右室重量増加・肺動脈壁肥厚は抑制され肺高血圧誘発が抑制されていた。同時に、細胞増殖において亢進が認められるリン酸化Akt・リン酸化Erkの発現は、WTの肺において増加が認められるのに対し、KOではそれらの発現変化は認められなかった。次に、in vitro の実験を行った。Pin1の過剰発現およびノックダウンをそれぞれmRNAおよびsiRNAのトランスフェクションを培養肺動脈平滑筋細胞（PASMC）および培養肺動脈内皮細胞（PAEC）に行い、in vivoで認められる現象を考察した。まず、PDGF-BB添加により増殖の指標であるErkの活性化を検討した。PASMCにおいて、PDGF-BB刺激によるErk活性は、Pin1の過剰発現・ノックダウンともに差は認められなかった。次に、アポトーシスの亢進または低下により細胞増殖が影響される可能性を考え検討した。PAECにおいて、Pin1の過剰発現はアポトーシス活性を促進し、ノックダウンはアポトーシス活性を抑制した。同様の現象はPASMCでも認められ、細胞の種類の違いによる特異性はなかった。これらの結果から、in vivoでの肺動脈壁肥厚は、主として肺血管内皮細胞で規定されていることが推察され、KOにおいては肺血管内皮細胞の機能は保たれ、そのために肺動脈壁肥厚が抑制されるものと推察された。

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

培養細胞においてPin1の過剰発現・ノックダウンを行い、Pin1のアポトーシスに対する活性を検討できたため。

今後の研究の推進方策

野生型マウスを、正常酸素濃度 (21% O2) + 溶媒群, 正常酸素濃度+ Juglone群, 低酸素 (10% O2) + 溶媒群, 低酸素 + Juglone群の4群に分け(各群n=6~10)、Pin1阻害薬Jugloneを10%エタノールに溶解し、3 mg/kgの用量で3週間連日腹腔内投与する。阻害薬 (Juglone) 投与後、肺動脈圧・右室重量の計測と右室のBNP発現・b-MHC発現を計測し、Jugloneによる肺高血圧抑制効果を明らかにする。その際にPin1活性がどのように変化しているかもアッセイする。また別の動物実験として、肺高血圧に対するJugloneの治療効果が得られることを検討するために、前半3週間は無治療で、後半3週間でJugloneを投与し、この薬物の肺高血圧治療効果を検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Exercise habituation is effective for improvement of periodontal disease status: a prospective intervention study (2018)
  • 著者名/発表者名: Omori Shoei、Uchida Fumihiko、Oh Sechang、So Rina、Tsujimoto Takehiko、Yanagawa Toru、Sakai Satoshi、Shoda Junichi、Tanaka Kiyoji、Bukawa Hiroki
  • 雑誌名: Therapeutics and Clinical Risk Management 巻: 14 ページ: 565～574
  • DOI: 10.2147/TCRM.S153397
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MicroRNA-205-5p suppresses the invasiveness of oral squamous cell carcinoma by inhibiting TIMP?2 expression (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagai H、Hasegawa S、Uchida F、Terabe T、Ishibashi-Kanno N、Kato K、Yamagata K、Sakai S、Kawashiri S、Sato H、Yanagawa T、Bukawa H
  • 雑誌名: Int J Oncol 巻: 52 ページ: 841-850
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4260
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prolyl isomerase Pin1 is required sperm production by promoting mitosis progression of spermatogonial stem cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurita-Suzuki Atsuko、Kamo Yuki、Uchida Chiyoko、Tanemura Kentaro、Hara Kenshiro、Uchida Takafumi
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 497 ページ: 388～393
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.02.090
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Food polyphenols targeting peptidyl prolyl cis/trans isomerase Pin1. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hidaka M, Kosaka K, Tsushima S, Uchida C, Takahashi K, Takahashi N, Tsubuki M, Hara Y, Uchida T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 499 ページ: 681-687
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.03.212
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deletion of both <i>p62</i> and <i>Nrf2</i> spontaneously results in the development of nonalcoholic steatohepatitis (2018)
  • 著者名/発表者名: AKIYAMA K、WARABI E、OKADA K、YANAGAWA T、ISHII T、KOSE K、TOKUSHIGE K、ISHIGE K、MIZOKAMI Y、YAMAGATA K、ONIZAWA K、ARIIZUMI S、YAMAMOTO M、SHODA J
  • 雑誌名: Exp Anim 巻: 67 ページ: 201-218
  • DOI: 10.1538/expanim.17-0112
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular mechanisms of Streptococcus pneumoniae-targeted autophagy via pneumolysin, Golgi-resident Rab41, and Nedd4-1-mediated K63-linked ubiquitination (2018)
  • 著者名/発表者名: Ogawa M、Matsuda R、Takada N、Tomokiyo M、Yamamoto S、Shizukusihi S、Yamaji T、Yoshikawa Y、Yoshida M、Tanida I、Koike M、Murai M、M H、Takeyama H、Ryo A、Guan JL、Yamamoto M、Inoue J、Yanagawa T、Fukuda M、Kawabe H、Ohnishi M
  • 雑誌名: Cellular Microbiology 巻: 1 ページ: e12846
  • DOI: 10.1111/cmi.12846
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Efficacy and Safety of an Orally Administered Selective Prostacyclin Receptor Agonist, Selexipag, in Japanese Patients With Pulmonary Arterial Hypertension. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanabe N, Ikeda S, Tahara N, Fukuda K, Hatano M, Ito H, Nakayama T, Anzai T, Hashimoto A, Inoue T, Kajinami K, Kihara Y, Kinoshita H, Kuwahara K, Murohara T, Okazaki O, Sakai S, Satoh T, Takeda Y, Takeishi Y, Taniguchi M, Watanabe H, Yamamoto T, Yamauchi-Takihara K, Yoshioka K, Sasayama S
  • 雑誌名: Circ J 巻: 81 ページ: 1360-1367
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-16-1348
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The effectiveness of upfront pulmonary vasodilators combination therapy in addition to corticosteroids for pulmonary arterial hypertension associated with systemic lupus erythematosus: two successful cases utilising both corticosteroids and an upfront combination of vasodilators (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe S、Tsuboi H、Toko H、Honda F、Ohyama A、Takahashi H、Yokosawa M、Asashima H、Hagiwara S、Hirota T、Kondo Y、Matsumoto I、Sakai S、Aonuma K、Sumida T
  • 雑誌名: Modern Rheumatol Case Reports 巻: 1 ページ: 73～78
  • DOI: 10.1080/24725625.2016.1277457
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of Pin1 Suppresses Hedgehog-Driven Medulloblastoma Tumorigenesis (2017)
  • 著者名/発表者名: Xu T、Zhang H、Park S、Venneti S、Kuick R、Ha K、Michael-Lowell E、Santi M、Uchida C、Uchida T、Srinivasan A、Olson JM.、Dlugosz AA.、Camelo-Piragua S、Rual J
  • 雑誌名: Neoplasia 巻: 19 ページ: 216～225
  • DOI: 10.1016/j.neo.2017.01.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prolyl isomerase Pin1 promotes proplatelet formation of megakaryocytes via tau (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu T、Uchida C、Shimizu R、Motohashi H、Uchida T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 493 ページ: 946～951
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.09.115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peptidyl-Prolyl Isomerase 1 Regulates Ca(2+) Handling by Modulating Sarco(Endo)Plasmic Reticulum Calcium ATPase and Na(2+)/Ca(2+) Exchanger 1 Protein Levels and Function. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sacchi V, Wang BJ, Kubli D, Martinez AS, Jin JK, Alvarez R Jr, Hariharan N, Glembotski C, Uchida T, Malter JS, Yang Y, Gross P, Zhang C, Houser S, Rota M, Sussman MA
  • 雑誌名: J Am Heart Assoc 巻: 493 ページ: e006837
  • DOI: 10.1161/JAHA.117.006837
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exercise training enhances in vivo clearance of endotoxin and attenuates inflammatory responses by potentiating Kupffer cell phagocytosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Komine S、Akiyama K、Warabi E、Oh S、Kuga K、Ishige K、Togashi S、Yanagawa T、Shoda J
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 11977
  • DOI: 10.1038/s41598-017-12358-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Skeletal muscle mass to visceral fat area ratio is an important determinant affecting hepatic conditions of non-alcoholic fatty liver disease (2017)
  • 著者名/発表者名: Shida T、Akiyama K、Oh S、Sawai A、Isobe T、Okamoto Y、Ishige K、Mizokami Y、Yamagata K、Onizawa K、Tanaka H、Iijima H、Shoda J
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 53 ページ: 535-547
  • DOI: 10.1007/s00535-017-1377-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Wisteria floribunda agglutinin-sialylated mucin core polypeptide 1 is a sensitive biomarker for biliary tract carcinoma and intrahepatic cholangiocarcinoma: a multicenter study (2017)
  • 著者名/発表者名: Shoda J、Matsuda A、Shida T、Yamamoto M、Nagino M、Tsuyuguchi T、Yasaka T、Tazuma S、Uchiyama K、Unno M、Ohkohchi N、Nakanuma Y、Kuno A、Narimatsu H
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 52 ページ: 218～228
  • DOI: 10.1007/s00535-016-1230-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Blockade of endothelin receptor type B promotes apoptosis in human pulmonary arterial smooth muscle cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakai S, Maruyama H, KImura T, Honda J, Otsu K, Homma S, Miyauchi T, Aonuma K
  • 学会等名: Sixth World Symposium on Pulmonary Hypertension
  • 国際学会
• [学会発表] Altered BMP signaling by endothelin-1 to accelerate proliferation of smooth muscle cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Maruyama H, Sakai S, Aonuma K
  • 学会等名: Sixth World Symposium on Pulmonary Hypertension
  • 国際学会
• [学会発表] Glucagon-like peptide-1 receptor agonist liraglutide inhibits hypoxia-induced pulmonary hypertension in mice partly via recovery or ETB receptor expression (2017)
  • 著者名/発表者名: Honda J, Kimura T, Sakai S, Maruyama H, Homma S, Miyauchi T, Aonuma K
  • 学会等名: The 15th International Conference on Endothelin
  • 国際学会
• [学会発表] 肺動脈性肺高血圧症におけるPGI2系薬剤の位置づけ (2017)
  • 著者名/発表者名: 酒井 俊
  • 学会等名: 第65回日本心臓病学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] BMP2 induces DUSP1 in pulmonary artery smooth muscle cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Maruyama H, Sakai S, Aonuma K
  • 学会等名: Congress of the European-Society-of-Cardiology (ESC) 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Endothelin-1 modifies BMP signaling pathway to induce cyclin D1 in pulmonary smooth muscle cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Maruyama H, Sakai S, Aonuma K
  • 学会等名: Congress of the European-Society-of-Cardiology (ESC) 2017
  • 国際学会