非線形的ダウン症病態・DSCR-1 の機能解析に基づく抗血管病アプローチ

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02917
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 南 敬 熊本大学, 生命資源研究・支援センター, 教授 (00345141)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ダウン症候群 / 動脈硬化 / 加齢 / 酸化ストレス / 循環病態 / 疾患モデルマウス / プロテオミクス / 血管内皮細胞

研究実績の概要

ダウン症モデル Ts2Cje とそのlitter mate WT コントロールを基に、若齢時（3ヶ月）と加齢後(12ヶ月、16ヶ月）での脳血管を採取し、プロテオミクス解析を進めた。まず、脳血管においてダウン症染色体に位置するSOD1 の発現はコントロ-ルに比べいつでも高値を示し、さらに加齢において顕著にダウン症モデルにて上昇するタンパク2種類と減少するタンパク1種類を同定した。まず SOD1 については、ヒドロキシラジカルを中和するが、結果として過酸化水素の上昇も行うことが知られている。12ヶ月齢での脳切片をもとに酸化状態を示す4HNE 抗体を用いた免疫染色を行ったところ、特に血管周囲ではWT コントロールに比べダウン症モデルのほうが、より 4HNE 陽性状態になっていることが示された。他の2種類の候補タンパクにおいては ELISA スクリーニングや抗体での免疫染色にてプロテオミクスデータの検証を行う予定としている。
一方、ダウン症での抗動脈硬化作用を解明する目的で、Ts1Cje とApoE 欠損マウスの掛け合わせを進め、CARD での過剰排卵技術も使いながら、実験に供するモデルの n数を確保することが出来た。丁度 高脂肪食負荷を始めたところであり、まずヒトにおいて認められた事象がモデルマウスでも同様であるか検証する。もし、Ts1Cje でのトリソミー領域では不充分な場合、よりダウン症遺伝子群をトリソミーにしている、脳血管プロテオミクスで用いた Ts2Cje を動脈硬化の解析に適した C57BL6/j の遺伝子背景に揃え、解析に用いることが前提条件である。そのため、Ts2Cje 自体を C57Bl6/j マウスと6回戻し交配し、産仔は少ないものの、初めてこのモデルを動脈硬化解析に用いられるよう準備することに成功している。

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

COVID19 の影響でマウス維持と産仔拡大に前半問題が生じた。その一方デルタ株の終息に伴い、研究活動もより正常化しつつあり、想定されるレベルでは研究は進行していると判断した。

今後の研究の推進方策

ダウン症モデルでの解析から循環病態、特に動脈硬化に抵抗性を示す原理解明に繋げていく目標であるが、マウスでの限界や熊大でのマウス維持の資金においてかなりの幅を占めることから、ダウン症ヒト iPS 細胞や 患者でのセルフリーDNA の獲得を考えている。申請書に記載したとおりである。倫理申請を進めており、認可されたらこの方面からの血管生物学やエピゲノム解析を展開していく予定である。

研究成果

• [国際共同研究] U.Penn/NorthWestern University/Harvard Medical School(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: U.Penn/NorthWestern University/Harvard Medical School
• [雑誌論文] Bivalent-histone-marked immediate-early gene regulation is vital for VEGF-responsive angiogenesis (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanki Yasuharu、Muramatsu Masashi、Miyamura Yuri、Kikuchi Kenta、Higashijima Yoshiki、Nakaki Ryo、Suehiro Jun-ichi、Sasaki Yuji、Kubota Yoshiaki、Koseki Haruhiko、Morioka Hiroshi、Kodama Tatsuhiko、Nakao Mitsuyoshi、Kurotaki Daisuke、Aburatani Hiroyuki、Minami Takashi
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 38 ページ: 110332～110332
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110332
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Loss of Down syndrome critical region-1 leads to cholesterol metabolic dysfunction that exaggerates hypercholesterolemia in ApoE-null background (2021)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu Masashi、Osawa Tsuyoshi、Miyamura Yuri、Nakagawa Suguru、Tanaka Toshiya、Kodama Tatsuhiko、Aburatani Hiroyuki、Sakai Juro、Ryeom Sandra、Minami Takashi
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 296 ページ: 100697～100697
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2021.100697
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lysine Demethylase 5A Is Required for MYC-Driven Transcription in Multiple Myeloma (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohguchi Hiroto、Masuda Takeshi、Hino Shinjiro、Usuki Shingo、Kawano Yawara、Samur Mehmet K.、Tai Yu-Tzu、Munshi Nikhil C.、Matsuoka Masao、Ohtsuki Sumio、Nakao Mitsuyoshi、Minami Takashi、Lauberth Shannon、Khan Javed、Oppermann Udo、Durbin Adam D.、Anderson Kenneth C.、Hideshima Teru、Qi Jun et al.
  • 雑誌名: Blood Cancer Discovery 巻: 2 ページ: 370～387
  • DOI: 10.1158/2643-3230.BCD-20-0108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] NFAT indicates nucleocytoplasmic damped oscillation via its feedback modulator (2021)
  • 著者名/発表者名: Muramatsu Masashi、Ito Takeshi、Shimoji Hokuto、Komiya Miko、Miyamura Yuri、Nishiyama Koichi、Suzuki Takashi、Minami Takashi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 571 ページ: 201～209
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.07.072
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] miRNA-1246 in extracellular vesicles secreted from metastatic tumor induces drug resistance in tumor endothelial cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Torii Chisaho、Maishi Nako、Kawamoto Taisuke、Morimoto Masahiro、Akiyama Kosuke、Yoshioka Yusuke、Minami Takashi、Tsumita Takuya、Alam Mohammad Towfik、Ochiya Takahiro、Hida Yasuhiro、Hida Kyoko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 13502
  • DOI: 10.1038/s41598-021-92879-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trib1 promotes the development of acute myeloid leukemia in a Ts1Cje mouse model of Down syndrome (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshino Seiko、Tanaka Miwa、Sunami Yoshitaka、Takahara Tomoko、Yamazaki Yukari、Homme Mizuki、Niibori-Nambu Akiko、Osato Motomi、Minami Takashi、Ishihara Keiichi、Nakamura Takuro
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 36 ページ: 558～561
  • DOI: 10.1038/s41375-021-01384-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Calcineurin-nuclear factor for activated T cells (NFAT) signaling in pathophysiology of wound healing (2021)
  • 著者名/発表者名: Manabe Takahiro、Park Heamin、Minami Takashi
  • 雑誌名: Inflammation and Regeneration 巻: 41 ページ: 26
  • DOI: 10.1186/s41232-021-00176-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] エピゲノムダイナミクスを介した 血管新生制御遺伝子群の誘導と炎症・再生制御機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 学会等名: 日本炎症再生医学会
  • 招待講演
• [学会発表] ダウン症関連因子 DSCR-1 による抗加齢・生活習慣病予防効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 学会等名: 抗加齢医学会
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノムワイド網羅解析から始まる血管シグナル研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 学会等名: 日本動脈硬化学会
  • 招待講演
• [学会発表] The Down syndrome-related gene sets regulate vascular inflammation via a cytokine storm (2021)
  • 著者名/発表者名: Takashi Minami
  • 学会等名: 44 th 日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] 温故知新；古くて新しいGATA 転写因子研究の最前線 (2021)
  • 著者名/発表者名: 南 敬
  • 学会等名: 日本生化学会
• [備考] がんや慢性炎症などの病的血管新生を引き起こす ユニークかつダイナミックなエピゲノム修飾
  • URL: https://www.kumamoto-u.ac.jp/whatsnew/seimei-sentankenkyu/20220208
• [備考] ダウン症関連因子が脂肪肝を防ぐ仕組みについてー論文を JBC に報告しました
  • URL: http://irda-vascular.kuma-u.jp/news/2021/06/-jbc-httpsdoiorg101016jjbc2021100697.html
• [備考] 新学術領域研究―数理の宿題を1つ完成しました
  • URL: http://irda-vascular.kuma-u.jp/news/2021/08/1-1.html