組織特異的プリン代謝状態と生活習慣病の関連の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09791
• 研究機関: 公益財団法人朝日生命成人病研究所
• 研究代表者: 櫛山 曉史 公益財団法人朝日生命成人病研究所, その他部局等, 教授(移行) (30435820)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: プリン体代謝異常 / キサンチンオキシダーゼ / 生活習慣病

研究実績の概要

5種の組織特異的XORKOマウス、すなわちマクロファージ特異的XORKOマウス（MφXORKO）、血管内皮特異的XORKOマウス（VEXORKO）、肝細胞特異的XORKOマウス（LXORKO）、脂肪特異的XORKOマウス（FXORKO）、小腸上皮特異的XORKOマウス（IXORKO）を作出した。
各臓器のXOR活性および血漿におけるXOR活性を検討したところ、MφXORKOは骨髄・脾臓で顕著な活性低下、VEXORKOマウスでは諸臓器での活性低下、LXORKOは肝臓のみほぼ完璧な活性低下、FXORKOは白色、褐色脂肪での中等度活性低下、IXORKOでは小腸で顕著な活性低下を得た。血漿XORKO活性はMφXORKO、LXORKOで顕著に低下していた。
これらの結果をもとに、まず通常食下での糖負荷試験、インスリン負荷試験を実施し、腹腔インスリンによるインスリン標的臓器のAktリン酸化や遺伝子発現を評価したところ、MφXORKO、VEXORKOでのみXORKOによる効果を認め、耐糖能に優れていた。他の系統に関しては、今回作出した系統も含め通常食下では明らかな変化を認めなかった。一方、ほぼすべての系統の肝・筋・脂肪でXORKOによってインスリン誘導性Aktリン酸化の亢進を認めており、XORKOの欠損によって生じた代謝産物などの影響が全身性の要因となっていると考えられる。
現在通常食で影響の見られなかった系統について、IXORKOを含め研究計画に記したNASH、インスリン抵抗性の系の検討を行っている。さらに一部の系統では臓器重量の変化を認めたため、その原因についてさらに検討を行っている。

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

腸管上皮特異的XORKOマウスの繁殖に遅れが出たが当該年度では繁殖の工夫を行った結果、生育が可能となった。したがって5種類のKOマウスについての繁殖が完了し、インスリン抵抗性の評価が完了した。現在はNASHモデルの検討を行っている。ただし、臓器別のXOR活性について検討したところ、血管内皮特異的XORKOマウスでは血管内皮に対する特異性について別途検討が必要な可能性が生じている。もともとほとんどの臓器が血管内皮を擁するため、慎重に検討を行う。

今後の研究の推進方策

5種のXORKOマウスが得られたため、現在行っている解析を進めるとともに、これらの動物からの単離組織、単離細胞およびそれらの初代培養を用いた検討を行うことで各細胞内でのXORKOの働きについての検討を進める。
またまもなくトランスクリプトーム解析の結果が出るため細胞内で動作している転写因子の推定が進むことが期待され、その結果をChIPアッセイなどを用いて検証していく。

次年度使用額が生じた理由

研究計画のうち、一系統のマウスの樹立およびサンプル解析のために必要な産仔数確保が遅れた結果、実験が次年度にずれこんでいる。

研究成果

• [国際共同研究] コロラド大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: コロラド大学
• [雑誌論文] Gut microbiota as a therapeutic target for metabolic disorders. (2018)
  • 著者名/発表者名: Okubo H, Nakatsu Y, Kushiyama A, Yamamotoya T, Matsunaga Y, Inoue MK, Fujishiro M, Sakoda H, Ohno H, Yoneda M, Ono H, Asano T.
  • 雑誌名: Curr Med Chem. 巻: 25 ページ: 984-1001
  • DOI: 10.2174/0929867324666171009121702.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gastrointestinal symptom prevalence depends on disease duration and gastrointestinal region in type 2 diabetes mellitus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujishiro M, Kushiyama A, Yamazaki H, Kaneko S, Koketsu Y, Yamamotoya T, Kikuchi T, Sakoda H, Suzuki R, Kadowaki T.
  • 雑誌名: World J Gastroenterol. 巻: 23 ページ: 6694-6704
  • DOI: 10.3748/wjg.v23.i36.6694.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trk-fused gene (TFG) regulates pancreatic β cell mass and insulin secretory activity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamotoya T, Nakatsu Y, Kushiyama A, Matsunaga Y, Ueda K, Inoue Y, Inoue MK, Sakoda H, Fujishiro M, Ono H, Kiyonari H, Ishihara H, Asano T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 13026
  • DOI: 10.1038/s41598-017-13432-x.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glial fibrillary acidic protein (GFAP) is a novel biomarker for the prediction of autoimmune diabetes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Pang Z, Kushiyama A, Sun J, Kikuchi T, Yamazaki H, Iwamoto Y, Koriyama H, Yoshida S, Shimamura M, Higuchi M, Kawano T, Takami Y, Rakugi H, Morishita R, Nakagami H.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 31 ページ: 4053-4063.
  • DOI: 10.1096/fj.201700110R
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The SGLT2 Inhibitor Luseogliflozin Rapidly Normalizes Aortic mRNA Levels of Inflammation-Related but Not Lipid-Metabolism-Related Genes and Suppresses Atherosclerosis in Diabetic ApoE KO Mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakatsu Y, Kokubo H, Bumdelger B, Yoshizumi M, Yamamotoya T, Matsunaga Y, Ueda K, Inoue Y, Inoue MK, Fujishiro M, Kushiyama A, Ono H, Sakoda H, Asano T.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 18 ページ: pii: E1704.
  • DOI: 10.3390/ijms18081704.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The prolyl isomerase Pin1 increases β-cell proliferation and enhances insulin secretion. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakatsu Y, Mori K, Matsunaga Y, Yamamotoya T, Ueda K, Inoue Y, Mitsuzaki-Miyoshi K, Sakoda H, Fujishiro M, Yamaguchi S, Kushiyama A, Ono H, Ishihara H, Asano T.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 377 ページ: 11886-11895
  • DOI: 10.1074/jbc.M117.780726.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 組織特異的キサンチンオキシダーゼによるインスリン感受性と慢性炎 症の制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 櫛山 暁史, 菊池 貴子, 植村 明嘉, 福嶋 葉子,櫛山 櫻, 岩本 安彦, 浅野 知一郎
  • 学会等名: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会
• [学会発表] Inhibition of diabetic retinopathy by xanthine oxidase inhibitor (2017)
  • 著者名/発表者名: 櫛山 暁史, 菊池 貴子, 植村 明嘉, 福嶋 葉子,櫛山 櫻, 岩本 安彦, 浅野 知一郎
  • 学会等名: Molecular Cardiovascular Metabolic Conference
• [学会発表] 安全かつ効果的に結果にコミットできる減量方法の確立を目指して (2017)
  • 著者名/発表者名: 櫛山暁史
  • 学会等名: 第38回日本肥満学会
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of retinal edema by xanthine oxidase inhibitor (2017)
  • 著者名/発表者名: 櫛山 暁史, 菊池 貴子, 植村 明嘉, 福嶋 葉子,櫛山 櫻, 岩本 安彦, 浅野 知一郎
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBIo2017）
• [学会発表] ペリサイト障害モデルにおける網膜浮腫に対するキサンチンオキシダーゼ阻害の効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 櫛山 暁史, 菊池 貴子, 植村 明嘉, 福嶋 葉子,櫛山 櫻, 岩本 安彦, 浅野 知一郎
  • 学会等名: 第25回日本血管生物医学会学術集会(CVMW2017)
• [学会発表] 糖尿病専門医院における患者背景のデータベース構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 米川拓渡, 沖村悠希, 梶山里奈, 小泉聖人,仙石悠紀子,宮下紗季,森田修司,金井紀仁,櫛山暁史,山崎広貴,菊池貴子, 赤沢学
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
• [学会発表] 糖尿病専門医による 2 型糖尿病患者の処方変更の実態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 仙石 悠紀子, 米川 拓渡, 櫛山 暁史, 山崎 広貴, 菊池 貴子, 庄野 あい子, 金井 紀仁, 赤沢 学
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
• [備考] 朝日生命成人病研究所 糖尿病代謝科 分子病態学班 研究内容
  • URL: http://www.asahi-life.or.jp/laboratory/biomolecular.html