microRNA-33a/bによる包括的代謝調節機構の解明と特異的人工核酸の開発

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H04177
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 尾野 亘 京都大学, 医学研究科, 准教授 (00359275)
• 研究分担者: 堀江 貴裕 京都大学, 医学研究科, 助教 (20565577)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: マイクロRNA / iPS細胞 / 人工核酸

研究実績の概要

①miR-33a/bを改変した初代培養細胞、iPS細胞の解析については、これらの細胞をmiR-33の交感神経における標的遺伝子の検索に利用している。②miR-33a/bコンディショナルKOマウスの表現型解析については、miR-33bflox/floxノックインマウスに対して、Albumin-Creマウスを交配したところ、miR-33bが無いことで高脂肪食嗜好性が上昇した。肝臓内のコレステロールレベルの変化が高脂肪食嗜好性に与える影響につき、さらに神経ネットワークの点から検討を続けている。③miR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析については、DBH-CreとmiR-33aflox/floxマウスを交配したところ、全身のmiR-33a欠損マウスと同様に低体温刺激によって体温の低下が顕著で、褐色脂肪組織の脂肪分解が低下していた。さらにDBH-Cre＊miR-33aflox/floxマウスにCre特異的にmiR-33の標的遺伝子のGabara4, Gabrb2, KCC2のsiRNAを発現させると、体温の低下が回復した。したがって、miR-33によるこれらの遺伝子の抑制が交感神経系の活性化、褐色脂肪組織の熱産生に関与していること示された。④ miR-33a/b特異的人工核酸の生体での効果解析については、NASHモデルについて人工核酸の投与による効果を検討中である。miR-33bノックインマウスに対して45%高脂肪食を8週齢から12週間負荷し、週1回人工核酸を皮下注射（PBS投与群、Control核酸投与群（20mg/kg）、anti-miR-33a投与群（20mg/kg）、anti-miR-33b投与群（20mg/kg）、anti-miR-33a（10mg/kg）＋anti-miR-33b（10mg/kg）投与群の計5群）を行い詳細な解析を続けている。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

①miR-33a/bを改変した初代培養細胞、iPS細胞の解析が、③のmiR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析において役立つなど、それぞれの研究計画が有機的に作用している。また、②miR-33a/bコンディショナルKOマウスの表現型解析については、miR-33bflox/floxノックインマウスに対して、Albumin-Creマウスを交配したところ、miR-33bが無いことで高脂肪食嗜好性が上昇した。このことは、肝臓内のコレステロールレベルが高脂肪食嗜好性に影響した可能性があり、新たな研究テーマの獲得に繋がった。③miR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析においても、高脂肪食負荷や寒冷刺激が交感神経系でのmiR-33の発現を上昇させ、これが直接Gabara4, Gabrb2, KCC2を抑制することでGABA受容体を介するシグナルの活性を抑制し、交感神経の活性化および熱産生を促すことを明解に示すことができた。現在論文をまとめているところである。④のmiR-33a/b特異的人工核酸の生体での効果解析も、予想された人工核酸の効果が認められている。miR-33bノックインマウスに対して45%高脂肪食を8週齢から12週間負荷し、PBS投与群、Control核酸投与群（20mg/kg）、anti-miR-33a投与群（20mg/kg）、anti-miR-33b投与群（20mg/kg）、anti-miR-33a（10mg/kg）＋anti-miR-33b（10mg/kg）投与群の計5群（週1回皮下注射にて投与）において検討しているが、肝重量、肝重量/体重比の改善した群につき、さらに詳細な解析を続けている。さらに他のモデルにこの人工核酸を応用することも可能である。

今後の研究の推進方策

①miR-33a/bを改変した初代培養細胞、iPS細胞の解析については、これらの細胞をmiR-33の各臓器の細胞における標的遺伝子の検索に利用する。②miR-33a/bコンディショナルKOマウスの表現型解析については、肝臓内のコレステロールレベルの変化が高脂肪食嗜好性に与える影響につき、さらに神経ネットワークの点から検討を続ける予定である。③miR-33a/bによる個体レベルでの新たな恒常性維持機構の解析については、論文作成を進める。また、中枢でのコレステロールの増減が他の病態モデルでも生じていないかについても実験を進める。④ miR-33a/b特異的人工核酸の生体での効果解析については、NASHモデルについて人工核酸の投与による効果の検討を続ける。miR-33bノックインマウスに対して45%高脂肪食を8週齢から12週間負荷し、PBS投与群、Control核酸投与群（20mg/kg）、anti-miR-33a投与群（20mg/kg）、anti-miR-33b投与群（20mg/kg）、anti-miR-33a（10mg/kg）＋anti-miR-33b（10mg/kg）投与群の計5群（週1回皮下注射にて投与）にて検討しているが、肝重量の改善の認められた群についてさらに詳細な解析を行うとともに、投与量の変化による効果も検討する。また、⑤miR-33a/bのIn situ hybridizationのプローブの開発、⑥血中miRNAの高感度かつ迅速なアッセイキットの開発についても順次研究を進める。

研究成果

• [雑誌論文] MiR-33a is a therapeutic target in SPG4-related hereditary spastic paraplegia human neurons. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakazeki F, Tsuge I, Horie T, Imamura K, Tsukita K, Hotta A, Baba O, Kuwabara Y, Nishino T, Nakao T, Nishiga M, Nishi H, Nakashima Y, Ide Y, Koyama S, Kimura M, Tsuji S, Naitoh M, Suzuki S, Izumi Y, Kawarai T, Kaji R, Kimura T, Inoue H, Ono K
  • 雑誌名: Clin Sci 巻: 133 ページ: 583-595
  • DOI: 10.1042/CS20180980
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hepatokine α1-Microglobulin Signaling Exacerbates Inflammation and Disturbs Fibrotic Repair in Mouse Myocardial Infarction (2018)
  • 著者名/発表者名: Hakuno Daihiko、Kimura Masahiro、Ito Shinji、Satoh Junko、Nakashima Yasuhiro、Horie Takahiro、Kuwabara Yasuhide、Nishiga Masataka、Ide Yuya、Baba Osamu、Nishi Hitoo、Nakao Tetsushi、Nishino Tomohiro、Nakazeki Fumiko、Koyama Satoshi、Hanada Ritsuko、Randolph Ruiz R.、Endo Jin、Kimura Takeshi、Ono Koh
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 16749
  • DOI: 10.1038/s41598-018-35194-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SREBF1 /MicroRNA-33b Axis Exhibits Potent Effect on Unstable Atherosclerotic Plaque Formation In Vivo (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishino Tomohiro、Horie Takahiro、Baba Osamu、Kuwabara Yasuhide、Nakao Tetsushi、Nishiga Masataka、Nishi Hitoo、Nakashima Yasuhiro、Nakazeki Fumiko、Ide Yuya、Koyama Satoshi、Kimura Masahiro、Nagata Manabu、Yoshida Kazumichi、Takagi Yasushi、Nakamura Tomoyuki、Hasegawa Koji、Miyamoto Susumu、Kimura Takeshi、Ono Koh
  • 雑誌名: Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology 巻: 38 ページ: 2460～2473
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.118.311409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Circulating markers of collagen types I, III, and IV in patients with dilated cardiomyopathy: relationships with myocardial collagen expression (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagao Kazuya、Inada Tsukasa、Tamura Akinori、Kajitani Kenji、Shimamura Kiyotaka、Yukawa Hiroshi、Aida Kenji、Sowa Naoya、Nishiga Masataka、Horie Takahiro、Makita Toshinori、Ono Koh、Tanaka Masaru
  • 雑誌名: ESC Heart Failure 巻: 5 ページ: 1044～1051
  • DOI: doi:10.1002/ehf2.12360
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of periostin ameliorates adipose tissue inflammation and fibrosis in vivo (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakazeki Fumiko、Nishiga Masataka、Horie Takahiro、Nishi Hitoo、Nakashima Yasuhiro、Baba Osamu、Kuwabara Yasuhide、Nishino Tomohiro、Nakao Tetsushi、Ide Yuya、Koyama Satoshi、Kimura Masahiro、Tsuji Shuhei、Sowa Naoya、Yoshida Shigeo、Conway Simon J.、Yanagita Motoko、Kimura Takeshi、Ono Koh
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 8553
  • DOI: 10.1038/s41598-018-27009-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MicroRNA 33 Regulates the Population of Peripheral Inflammatory Ly6C high Monocytes through Dual Pathways (2018)
  • 著者名/発表者名: Baba Osamu、Horie Takahiro、Nakao Tetsushi、Hakuno Daihiko、Nakashima Yasuhiro、Nishi Hitoo、Kuwabara Yasuhide、Nishiga Masataka、Nishino Tomohiro、Ide Yuya、Nakazeki Fumiko、Koyama Satoshi、Kimura Masahiro、Hanada Ritsuko、Kawahara Masahiro、Kimura Takeshi、Ono Koh
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: 38 ページ: e00604-17
  • DOI: 10.1128/MCB.00604-17
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long Non-Coding RNAs as Key Regulators of Cardiovascular Diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Ono Koh、Kuwabara Yasuhide、Horie Takahiro、Kimura Takeshi
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 82 ページ: 1231～1236
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-18-0169
  • 査読あり
• [学会発表] 1.SREBF1/MicroRNA-33b axis exhibits potent effect on unstable atherosclerotic plaque formation in vivo. (2018)
  • 著者名/発表者名: Koh Ono
  • 学会等名: XVIIIth International Symposium on Atherosclerosis.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] SREBF1/MicroRNA-33b axis は不安定プラークの形成に重要である (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾野 亘
  • 学会等名: 第50回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Functions of microRNA-33a/b on inflammation and atherosclerosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Koh Ono
  • 学会等名: China-Japan International Conference on Atherosclerosis 2018.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マイクロRNAと心血管疾患、代謝性疾患 (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾野 亘
  • 学会等名: 第66回日本心臓病学会
  • 招待講演
• [学会発表] MicroRNA-33の欠損は複数の抗炎症経路を介して大動脈瘤の形成を抑制する (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾野 亘
  • 学会等名: 第59回日本脈管学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] A Novel Long Intergenic Noncoding RNA, Lionheart, Protects the Heart from Pressure Overload (2018)
  • 著者名/発表者名: 尾野 亘
  • 学会等名: 第83回 日本循環器学会学術集会
  • 招待講演
• [備考] 京都大学循環器内科 分子循環器グループ
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/kisokenkyu/metabolic/
• [産業財産権] 遺伝性痙性対麻痺(Hereditary Spastic Paraplegia; HSP)SPG4 に対するmicroRNA-33a抑制療法 (2018)
  • 発明者名: 尾野 亘、井上治久、今村恵子、堀江貴裕、中関典子
  • 権利者名: 尾野 亘、井上治久、今村恵子、堀江貴裕、中関典子
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2018-119251