肝がんにおける肝星細胞形質転換の意義

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K07952
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 松原 三佐子 (佐藤) 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 特任講師 (00635120)
• 研究分担者: 松原 勤 大阪市立大学, 大学院医学研究科, 准教授 (20628698)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: Cytoglobin / TGF-β / 肝星細胞 / 形質転換 / 腫瘍微小環境

研究実績の概要

ウイルスや飲酒、肥満が原因で生じる肝線維化は難治性疾患であり、治療をしなかった場合は肝硬変へと進展し、その2～8％は肝がんを発症する。サイトグロビン（Cytoglobin, CYGB）は肝内では肝星細胞(Hepatic stellate cells, HSC)にのみ特異的に発現しガス結合能を有するタンパク質であり、これまでの研究でCYGB欠損が線維化・発がんに関与することが分かっている。これは、CYGBの欠損によりHSCの活性化形質が変化した結果、酸化ストレス制御が喪失することで、がんの発生や生育に至適な微小環境を提供したと考えられた。しかしながら、活性化肝星細胞におけるCYGBの生理作用および発現制御機構は未だ不明なままである。そこで本研究では、まず脂肪肝炎における肝線維化のCYGBの生理作用について調べたところ、肝線維化の進展に伴い、CYGBの発現量が低下した。また、肝星細胞活性化の強力な誘導因子、TGF-βはCYGBの発現を抑制し、それに伴い過剰なコラーゲン産生を促した。さらに、CYGB発現の低い患者では、酸化的DNA損傷が増加することが分かった。これらの結果から、CYGBが酸化ストレスで生じるDNA 損傷から細胞を保護する役割があることを明らかにし報告した（Journal of Hepatology, in press, 2020）。次に、腫瘍形成モデルを用いてCYGB欠損(Knockdown, KO)マウスと野生型マウスでの腫瘍形成能を比較したところCYGB KOマウスでは腫瘍形成数が増加し、腫瘍血管の成熟能が低下した。また、CYGBのKOマウスから樹立した初代マウスHSCを活性化後H2O2に暴露したところ、野生型HSCに比べ、内在性酸化ストレスの蓄積が上昇したことから、HSCはCYGBが消失することで酸化ストレスによるDNA損傷をより受けやすいことが示唆された。

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

昨年度の計画案に、HSC特異的にCYGB遺伝子をノックインするためにAAV6発現ベクターの作製を予定したが、条件検討に時間がかかっている。しかし、これまでの研究でCYGBが酸化ストレスで生じるDNA損傷から細胞を保護する役割があることを明らかにし、報告した。さらに、腫瘍形成モデルを用いたマウス実験でも新しい発見があり、一年間の進捗状況としてはおおむね順調に進んでいると考える。

今後の研究の推進方策

今後、活性化HSCから分泌される因子が肝癌細胞の浸潤や遊走能および細胞増殖へ影響を及ぼすか検証する。また、DNAが損傷を受けた活性化HSCが分泌するタンパク質の探索を行い、活性化HSCにおける酸化的ＤＮＡ損傷の生理学的意義を調べ、肝がん発症への関与を明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

本年度予定してた遺伝子解析に係る費用を2020年度に行う予定に変更した。

研究成果

• [雑誌論文] TGF-β-driven reduction of cytoglobin leads to oxidative DNA damage in stellate cells during non-alcoholic steatohepatitis (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okina, Misako Sato-Matsubara, Tsutomu Matsubara, Atsuko Daikoku, Lisa Longato, Krista Rombouts, Le Thi Thanh Thuy, Hiroshi Ichikawa5, Yukiko Minamiyama6, Mitsutaka Kadota7, Hideki Fujii, Masaru Enomoto, Kazuo Ikeda, Katsutoshi Yoshizato, Massimo Pinzani, and Norifumi Kawada
  • 雑誌名: Journal of Hepatology 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.jhep.2020.03.051
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Involvement of ERK1/2 activation in the gene expression of senescence-associated secretory factors in human hepatic stellate cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Odagiri N, Matsubara T, Higuchi M, Takada S, Urushima H, Sato-Matsubara M, Teranishi Y, Yoshizato K, Kawada N, Ikeda K.
  • 雑誌名: Mol Cell Biochem. 巻: 455 ページ: 7-19
  • DOI: 10.1007/s11010-018-3466-x
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Association between HLA-DQA1/DRB1 polymorphism and development of hepatocellular carcinoma during entecavir treatment. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kozuka R, Enomoto M, Sato-Matsubara M, Yoshida K, Motoyama H, Hagihara A, Fujii H, Uchida-Kobayashi S, Morikawa H, Tamori A, Kawada N, Murakami Y.
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol. 巻: 34 ページ: 937-946
  • DOI: 10.1111/jgh.14454
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 肝星細胞の活性化の仕組み、サイトグロビンの作用から見えてくる新しい視点 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原三佐子、吉里則文、河田則文
  • 雑誌名: 細胞 巻: 51 ページ: 530-534
• [学会発表] Downregulation of Cytoglobin by TGF-β Leads to Hydroxyl Radical-induced Oxidative DNA Damage in Human HSCs. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Okina, Misako Sato-Matsubara, Tsutomu Matsubara, Atsuko Daikoku, Hideki Fujii, Kazuo Ikeda, Katsutoshi Yoshizato, Massimo Pinzani, Norifumi Kawada
  • 学会等名: JSH international Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of Lawsone as an Anti-fibrotic Agent based on High-Throughput Screening System with Human COL1A2 Promoter Activity. (2019)
  • 著者名/発表者名: Misako Sato-Matsubara, Tsutomu Matsubara, Atsuko Daikoku, Kazuo Ikeda, Katsutoshi Yoshizato, Norifumi Kawada
  • 学会等名: JSH international Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Histological Evaluations after Achieving a Sustained Virologic Response to DirectActing Antiviral Treatment for Chronic Hepatitis C in a Short Term (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaru Enomoto, Yutaka Yasui, Misako Sato-Matsubara, Yoshihiro Ikura, Akihiro Tamori, Ritsuzo Kozuka, Etsushi Kawamura, Atsushi Hagihara, Hideki Fujii1, Sawako Uchida-Kobayashi, Yoshiki Murakami, Norifumi Kawada
  • 学会等名: JSH international Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] TGF-β1 transcriptionally repressed cytoglobin expression and enhanced H2O2-induced oxidative DNA damage in activated HSCs. (2019)
  • 著者名/発表者名: Misako Sato-Matsubara, Yoshinori Okina, Tsutomu Matsubara, Atsuko Daikoku1, Krista Rombouts, Le Thi Thanh Thuy, Hideki Fujii1, Kazuo Ikeda, Katsutoshi Yoshizato, Massimo Pinzani, and Norifumi Kawada
  • 学会等名: JSH international Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] TGF-βとサイトグロビンの拮抗作用はヒトNASHにおける星細胞活性化と肝線維化に影響する (2019)
  • 著者名/発表者名: 翁良徳、松原三佐子、藤井 英樹、河田 則文
  • 学会等名: 第55回 日本肝臓学会総会
• [学会発表] マウス脂肪肝炎モデルにおける加齢の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤井 英樹、松原三佐子、河田 則文
  • 学会等名: 第55回 日本肝臓学会総会
• [学会発表] 直接的細胞接着に依存する肝細胞と星細胞の緊密な相互作用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原 三佐子、谷口 絵美、松原 勤、宇留島隼人、大黒 敦子、森浦 芳枝、門野 千穂、池田 一雄 、和氣健二郎、河田 則文 、吉里 勝利
  • 学会等名: 第26回 肝細胞研究会
• [学会発表] LawsoneはヒトCYGB遺伝子発現誘導作用を持つ抗線維化化合物である (2019)
  • 著者名/発表者名: 大黒 敦子、松原 勤、松原三佐子、池田 一雄、河田 則文
  • 学会等名: 第43回 日本肝臓学会西部会
• [学会発表] 若年胆管癌組織を使った癌抑制遺伝子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川村 悦史、松原 勤、出口 早苗、樋口 萌、高田さゆり、大黒 敦子、伊藤 得路、木下 正彦、松原三佐子、小田桐直志、田中 肖吾、竹村 茂一、村上 善基、榎本 大、田守 昭博、久保 正二、祝迫 惠子、池田 一雄、河田 則文
  • 学会等名: 第26回 肝細胞研究会
• [学会発表] 肝線維化病態進展におけるCYGB保護作用の分子機序解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原三佐子、翁 良徳、松原 勤、池田 一雄、吉里 勝利、河田 則文
  • 学会等名: 日本臨床分子形態学会総会・学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 非アルコール性脂肪性肝炎におけるCytoglobin発現制御機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 翁 良徳、松原三佐子、松原 勤、大黒 敦子、池田 一雄、吉里 勝利、河田 則文
  • 学会等名: 肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [備考] 大阪市立大学大学院医学研究科肝胆膵病態内科学
  • URL: http://www.med.osaka-cu.ac.jp/liver/research/index.shtml