NAFLDおよび耐糖能異常における肝血管内皮細胞由来分枝アミノ酸の意義

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K08585
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 宮崎 章 昭和大学, 医学部, 教授 (70253721)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: カルパイン / 分枝アミノ酸 / 非アルコール性脂肪性肝障害

研究実績の概要

肝血管内皮細胞に発現する細胞内プロテアーゼ、カルパインとこれにより遊離する分枝アミノ酸（BCAA）の非アルコール性脂肪性肝障害(NAFLD)における役割を検討した。
培養血管内皮細胞(EC)を高グルコースに曝露するとカルパインが活性化されアミノ酸が遊離した。肝細胞内アミノ酸レベルはmTORC１によって検知されS6Kをリン酸化して脂肪新生が促進される。ECをアミノ酸不含培地で培養し、カルシウムイオノフォアでアミノ酸を遊離させて条件培地とした。条件培地を肝細胞株HepG2に負荷してインスリンで刺激したところSK6のリン酸化を認めたが、アミノ酸不含培地ではリン酸化を認めなかった。条件培地を負荷したHepG2にオレイン酸を負荷すると脂肪滴が形成され、mTORC1阻害剤ラパマイシンやアミノ酸トランスポーターLAT1阻害剤JPH203により、SK6リン酸化や脂肪滴形成が抑制した。
野生型マウス(WT)に高脂肪食を負荷すると、肝血管内皮細胞のカルパイン発現が誘導され、肝臓の中性脂肪(TG)蓄積を誘導した。血管内皮細胞のカルパインをノックアウト(KO)したところ、TG蓄積が抑制された。KOマウスの肝臓のBCAA含有量はWTに比し有意に低下していた。WT由来培養肝ECを高グルコースで刺激するとアミノ酸遊離が増加したが、KO由来細胞ではでは全く増加しなかった。高脂肪食負荷WTにLPH203を投与すると、肝臓のTG蓄積が抑制された。高脂肪食負荷WTでは肝臓の脂肪蓄積促進因子であるSREBP1とその活性化因子であるS6キナーゼが活性化されたが、KOマウスでは抑制された。以上より、高グルーコースや脂肪食負荷により、肝血管内皮細胞のカルパインが活性化されてBCAA遊離が増加し、肝細胞に取り込まれたBCAAがS6キナーゼ、SREBP1を活性化し脂肪蓄積が促進されることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Hypercholesterolemic dysregulation of calpain in lymphatic endothelial cells interferes with regulatory T-cell stability and trafficking. (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki T, Taketomi Y, Higashi T, Ohtaki H, Takaki T, Ohnishi K, Hosonuma M, Kono N, Akasu R, Haraguchi S, Kim-Kaneyama JR, Otsu K, Arai H, Murakami M, Miyazaki A.
  • 雑誌名: Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology 巻: 43 ページ: e66-e82
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.122.317781
  • 査読あり