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2021 年度 実績報告書

B細胞ミトコンドリアグルタミン代謝制御による1型糖尿病治療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K17524
研究機関産業医科大学

研究代表者

元 舞子  産業医科大学, 医学部, 非常勤医師 (50596682)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードB細胞 / ミトコンドリア / グルタミン代謝
研究実績の概要

本研究では、活性化したB細胞に対するグルタミン代謝機序を明らかにし、グルタミン代謝制御による1型糖尿病をはじめとした自己免疫疾患の治療への応用を目的とした。グルタミン非含有培養液において、CpG+IFNαの刺激条件では、形質細胞の分化誘導が有意に抑制され、抗体産生能(IgG、IgM)、Lactate産生能が抑制された。また、グルタミン非含有培養液でCpG+IFNα刺激後に14C glutamineを添加すると、14C glutamineの取り込みが上昇することを確認した。さらに、CpG+IFNα刺激でミトコンドリアの膜脱分極を示すDiOc6が増強することをフローサイトメトリーで確認し、グルタミン非含有では抑制されることを示した。また、電子顕微鏡ではそれらの刺激でB細胞ミトコンドリアの細胞質は膨張し、クリステがルーズになった。グルタミン非含有液でも同様の結果であった。すなわちグルタミンは、B細胞分化、抗体産生において重要であることが示唆された。さらに、Flux Analyzerを用いてミトコンドリア呼吸能(OCR)、解糖能(ECAR)を評価したところ、グルタミン非含有液では、OCR、ECAR、ROS、ATP産生も低下することが明らかとなり、ミトコンドリア代謝にも大きな影響をあたえることが示唆された。次に、AMPKを活性化させるメトホルミンを用いたところ、メトホルミンはグルタミンの取り込みを抑制することにより形質細胞の分化誘導を濃度依存性に抑制し、ミトコンドリアのOCR、ECARも抑制した。
次に、自己免疫疾患であるSLE患者検体を用いて評価したところ、SLE患者の末梢血ではDiOc6が高値でそれらは疾患活動性と正相関していた。以上より、自己免疫疾患患者ではミトコンドリア機能異常をきたしており、グルタミン代謝を介してそれらを是正することが治療となりうることが示唆された。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] An enhanced mitochondrial function through glutamine metabolism in plasmablast differentiation in systemic lupus erythematosus2021

    • 著者名/発表者名
      Sumikawa Maiko Hajime、Iwata Shigeru、Zhang Mingzeng、Miyata Hiroko、Ueno Masanobu、Todoroki Yasuyuki、Nagayasu Atsushi、Kanda Ryuichiro、Sonomoto Koshiro、Torimoto Keiichi、Lee Seunghyun、Nakayamada Shingo、Yamamoto Kazuo、Okada Yosuke、Tanaka Yoshiya
    • 雑誌名

      Rheumatology

      巻: 00 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/rheumatology/keab824

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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