新たなゲノム編集技術VIKING法を用いた脂肪細胞由来の新規昇圧因子の同定

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22793
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 菅原 明 東北大学, 医学系研究科, 教授 (90270834)
• 研究分担者: 横山 敦 東北大学, 医学系研究科, 助教 (20572332)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• キーワード: メタボリック症候群 / 脂肪細胞 / アルドステロン合成酵素 / イオン交換クロマトグラフィー / 治療抵抗性高血圧

研究実績の概要

肥満・メタボリック症候群においては高頻度に治療抵抗性高血圧を発症する。その原因として、脂肪細胞由来の未知の昇圧因子が副腎に直接作用し、レニン‐アンジオテンシン系とは独立してアルドステロン産生を促進することが推定されているが、同因子は未だ同定されていない。本研究では、生化学的な手法とゲノム編集技術を組み合わせた新たなアプローチにより、この脂肪細胞由来昇圧因子の同定を行い、肥満高血圧の発症メカニズムを解明することを目的とする。１）生化学的なアプローチ：まず、マウス3T3-L1細胞を脂肪細胞に分化させ、その培養上清の硫安沈殿を施行した後に60％画分の透析を行った。透析後の画分を陰イオン交換クロマトグラフィーに供じ、グラディエント溶出・限外濾過を施行した。得られた画分をヒト副腎由来H295R細胞に添加し、アルドステロン合成酵素（CYP11B2）mRNA発現を誘導しうる画分（B2,B3）をピックアップした。分化脂肪細胞の培養上清画分B2,B3と対照の未分化脂肪細胞の培養上清画分N2,N3をそれぞれLC-MS/MSに供じ、検討の結果得られた候補因子の中から我々はX因子を同定した。現在X因子のノックダウンを行い、その機能解析を行っている。２）ゲノム編集を用いたアプローチ：現在VIKING法を用いたゲノム編集アプローチを進めている。本研究の遂行により、これまで不明であった肥満高血圧の発症機序の分子的な理解に結びつくとともに、新たな創薬標的の提案や診断に用いる新規バイオマーカー開発へと発展することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] The establishment of a novel high-throughput screening system using RNA-guided genome editing to identify chemicals that suppress aldosterone synthase expression (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Ryo、Morita Masanobu、Nakano Taichi、Sato Ikuko、Yokoyama Atsushi、Sugawara Akira
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 534 ページ: 672～679
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.11.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of a chemical compound that suppresses expression of BEX2, a dormant cancer stem cell-related protein (2021)
  • 著者名/発表者名: Saijoh S, Nakamura-Shima M, Shibuya-Takahashi R, Ito R, Sugawara A, Yamazaki T, Imai T, Asada Y, Matsuura K, Iwai W, Wakui Y, Abue M, Kawamura S, Katayose Y, Fujimori H, Mochizuki M, Yasuda J, Yamaguchi K, Sugamura K, Satoh K, Katori Y, Tamai K
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 537 ページ: 132～139
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.11.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and pathophysiological significance of carbohydrate response element binding protein (ChREBP) in the renal tubules of diabetic kidney (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Susumu、Yokoyama Atsushi、Noro Erika、Aoki Satoshi、Shimizu Kyoko、Shimada Hiroki、Sugawara Akira
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 67 ページ: 335～345
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ19-0133
  • 査読あり
• [雑誌論文] FABP7 Regulates Acetyl-CoA Metabolism Through the Interaction with ACLY in the Nucleus of Astrocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: Kagawa Y, Umaru BA, Shima H, Ito R, Zama R, Islam A, Kanno S, Yasui A, Sato S, Jozaki K, Shil SK, Miyazaki H, Kobayashi S, Yamamoto Y, Kogo H, Shimamoto-Mitsuyama C, Sugawara A, Sugino N, Kanamori M, Tominaga T, Yoshikawa T, Fukunaga K, Igarashi K, Owada Y
  • 雑誌名: Molecular Neurobiology 巻: 57 ページ: 4891～4910
  • DOI: 10.1007/s12035-020-02057-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative proteomic analysis to identify the novel target gene of angiotensin II in adrenocortical H295R cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Ito Ryo、Shima Hiroki、Masuda Koji、Sato Ikuko、Shimada Hiroki、Yokoyama Atsushi、Shirahige Katsuhiko、Igarashi Kazuhiko、Sugawara Akira
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 2020 Dec 26 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ20-0144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Adipocyte-derived Factors on the Adrenal Cortex (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimada Hiroki、Noro Erika、Suzuki Susumu、Sakamoto Jun、Sato Ikuko、Parvin Rehana、Yokoyama Atsushi、Sugawara Akira
  • 雑誌名: Current Molecular Pharmacology 巻: 13 ページ: 2～6
  • DOI: 10.2174/1874467212666191015161334
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 未知の脂肪細胞由来因子による副腎アルドステロン合成酵素（CYP11B2）発現亢進機序の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 坂本 純、島田洋樹、高橋 馨、横山 敦、菅原 明
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] CYP11B2・変異KCNJ5を標的とした 原発性アルドステロン症の新規創薬 (2020)
  • 著者名/発表者名: 星 啓太、横山 敦、五十嵐萌、島田洋樹、菅原 明
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] 肝臓におけるHNF4αを介した糖新生遺伝子の転写機構の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 門間里奈、宮入優里、横山 敦、菅原 明
  • 学会等名: 第93回日本内分泌学会学術総会
• [学会発表] 糖尿病性腎症に対する糖質応答性転写因子ChREBPを標的とした新規治療薬開発の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 歩、横山 敦、岩渕好治、菅原 明
  • 学会等名: 第63回日本糖尿病学会年次学術集会
• [図書] シンプル生化学（改訂第7版） (2020)
  • 著者名/発表者名: 菅原 明
  • 総ページ数: 438
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 新臨床内科学（第10版） (2020)
  • 著者名/発表者名: 菅原 明
  • 総ページ数: 1960
  • 出版者: 医学書院
• [図書] 臨床検査法提要（改訂第35版） (2020)
  • 著者名/発表者名: 菅原 明
  • 総ページ数: 2012
  • 出版者: 金原出版
• [備考] ホルモン核内受容体の基礎研究を基盤とした内分泌代謝疾患・メタボリック症候群の病態解明ならびに新規創薬
  • URL: https://www.med.tohoku.ac.jp/about/laboratory/189.html
• [産業財産権] 1,3-ジオキソラン誘導体 (2020)
  • 発明者名: 菅原 明、横山 敦、鈴木 歩、岩渕 好治、土井 隆行
  • 権利者名: 菅原 明、横山 敦、鈴木 歩、岩渕 好治、土井 隆行
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 出願特許PCT/JP2020/005858
  • 外国