| 研究課題/領域番号 |
20H04119
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
正田 純一 筑波大学, 医学医療系, 教授 (90241827)
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| 研究分担者 |
鈴木 英雄 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (00400672)
柳川 徹 筑波大学, 医学医療系, 教授 (10312852)
石井 亜紀子 筑波大学, 医学医療系, 講師 (10400681)
呉 世昶 筑波大学, 医学医療系, 研究員 (10789639)
岡田 浩介 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80757526)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 肥満 / サルコペニア / Nrf2 / 臓器連関 / 非アルコール性脂肪性肝炎 / NASH |
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| 研究実績の概要 |
肥満では，腸内細菌叢の異常と菌体成分リポ多糖（LPS）の産生増加により，代謝性高LPS血症が生じる．LPSは，Gut-Muscle axis や Gut-Liver-Muscle の経路を介して骨格筋において炎症・酸化ストレス障害を惹起し，サルコペニアの形成に関与する．一方，酸化ストレス応答転写因子Nrf2は，抗酸化ストレス応答の司令塔因子である．本研究では，サルコペニアに対してNrf2が果たす防御的役割を検証することを目的として，我々が新たに作製した骨格筋にのみNrf2を発現する骨格筋Nrf2遺伝子レスキューマウス（以下，レスキューマウス）を用いた解析を実施した．
骨格筋Nrf2によるサルコペニア形成の抑止効果の検証: 高脂肪果糖食を24週間摂餌させた全身Nrf2欠失マウス，レスキューマウスの骨格筋の変化を解析したところ，レスキューマウスでは，全筋線維に占める遅筋線維の割合と横断面積の増加が確認された．また，ミトコンドリア含有と活性を示すSDH染色の染色強度が増強した．RNA-seqによって遺伝子発現を網羅的に解析したところ，レスキューマウスでは免疫応答や炎症に関する遺伝子発現が低下しており，骨格筋のNrf2は肥満に伴う炎症を減弱し，特に，遅筋線維の萎縮やミトコンドリア障害の抑制に寄与することが示唆された．
骨格筋のNrf2が肝病変に与える影響: 高脂肪果糖食は非アルコール性脂肪性肝炎 (NASH) 誘導食としても用いられる．上記マウスの肝病態を病理学的に評価したところ，レスキューマウスでは，NASH発症が抑止されるという興味深い表現型を示した．Nrf2を介した骨格筋の維持が臓器連関によりNASH発症の抑止に寄与することが推測される．現在，上記マウス検体を用いて，骨格筋のNrf2による骨格筋障害の防御機構，NASHの抑止機構に迫るため，各種解析を継続している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
骨格筋へのNrf2遺伝子レスキューにより，高脂肪果糖食によって誘導される遅筋線維の萎縮，筋ミトコンドリア障害が抑制されることが明らかになった．また，RNA-seq解析により，骨格筋Nrf2遺伝子レスキューマウスでは，骨格筋における免疫応答や炎症の活性化が抑制されていることが確認された．以上より，骨格筋のNrf2は肥満が誘導する炎症性の骨格筋障害を抑制することで骨格筋機能の維持に貢献することが示唆された．また，骨格筋Nrf2遺伝子レスキューマウスは，非アルコール性脂肪性肝炎 (NASH) の発症が抑止されるという興味深い表現型を示した．Nrf2を介した骨格筋の維持が臓器連関によりNASHの抑止に寄与することが推測され，肝病変の抑止における骨格筋機能の維持の重要性が確認された．
また，肥満者がサルコペニアに至るルートであるGut-Liver-Muscleに着目し，Nrf2ノックインマウス (Nrf2KI/KI) とVill-Cre (腸管上皮)，Albumin-Cre (肝細胞)，Lyz2-Cre (マクロファージ) マウスとの交配により，腸管上皮，肝細胞，マクロファージNrf2遺伝子レスキューマウスを作製し，順次繁殖・供給を行っている．今後はこれらのマウスを用いて，臓器連関の視点からNrf2によるサルコペニア形成の防御機構の詳細に迫る．
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| 今後の研究の推進方策 |
骨格筋のNrf2が炎症性の骨格筋障害を抑止する分子メカニズムに関して，分子生物学的手法を中心に各種解析手法を用いて検証する．また，骨格筋のNrf2が非アルコール性脂肪性肝炎 (NASH) を抑止するメカニズムについて，肝組織のRNA-seq解析等により解析する．特に，骨格筋由来の液性因子myokineや骨格筋Nrf2遺伝子レスキューマウスの骨格筋で表現型に変化が認められたミトコンドリアに関連する因子に着目し，解析する．また，腸管上皮，肝細胞，マクロファージNrf2遺伝子レスキューマウスについてもこれまでと同様に，高脂肪果糖食による食事介入を実施し，骨格筋や肝の表現型について比較解析する．肥満者がサルコペニアに至るルートであるGut-Liver-Muscleに関与する各臓器組織におけるNrf2の役割を検証する．
更に，高脂肪食摂餌によりNASH-肝発癌へと至るp62:Nrf2遺伝子二重欠失マウスをベースに，骨格筋Nrf2遺伝子レスキューマウスを作製し，臓器連関を介したNASH肝癌の抑止効果についても検証する．
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