巨核球―血小板炎症サイクルの分子機構と病態形成メカニズム

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24390075
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 本橋 ほづみ 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (00282351)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 遺伝子 / 巨核球 / 血小板 / 転写因子 / 炎症

研究概要

担癌ストレスに対する巨核球応答を調べるため、マウス卵巣がん由来の細胞株、ID8VEGF164 と IG10ip1を用いてマウスの癌移植実験を準備したが、細胞が不調で十分な培養が出来ず、移植実験を行うことが困難であった。そこで、担癌ストレスによる巨核球応答に変えて、慢性炎症モデルマウスを用いて巨核球応答を調べるということにした。そこで、本年度は、２種類の慢性炎症モデルマウスを用いて、それらの造血細胞の解析を実施した。一つは、ダイオキシン受容体の恒常的活性化型因子が皮膚ケラチノサイトで過剰発現するトランスジェニックマウスK14-AhR-CAマウスであり、同マウスは、典型的なアトピー性皮膚炎を生後１ヶ月あたりに自然発症する。このマウスの骨髄を解析したところ、造血幹細胞の活性化、前駆細胞の増加、顆粒球系と単球系への分化の亢進が観察された。血小板数はあまり変化していなかった。もう一つのモデルは、FoxP3の変異マウスであるScurfyマウスであり、同マウスは、Treg細胞の分化不全による重度の自己免疫疾患を発症して生後３週目あたりに致死となる。このマウスの骨髄を解析したところ、やはり、造血幹細胞の活性化、前駆細胞の増加、顆粒球系と単球系への分化の亢進が観察され、さらに、T細胞への分化亢進が認められた。このマウスにおいても血小板数の大きな変化はみとめらなかった。今後、血小板の活性化の増強を、セレクチンPの細胞表面への露出や、血小板―白血球複合体の形成などをモニタリングすることで明らかにする。また、巨核球の分化の程度を、形態、ploidy、遺伝子発現などの解析により評価する。

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

担癌ストレスを調べるための実験が細胞の不調のため難しくなってしまったが、それに変わるべく慢性炎症モデルマウスを入手し、その解析が順調に進んでいる。これにより、慢性炎症の増悪因子としての血小板と巨核球の貢献を明らかにすることができると予想される。こちらのほうが本来の目的である巨核球と血小板による炎症の増悪機構の解明により相応しい実験系であると考えられる。

今後の研究の推進方策

K14-AhR-CAマウスの解析
造血組織の解析を更にすすめる。特に血小板の活性化状態、巨核球の分化状態を、細胞生物学的、生化学的な手法により検討する。特に、p45-MafGの標的遺伝子の発現レベルに着目して解析をすすめる。また、近年、造血幹細胞から巨核球が直接分化する場合があることが報告された。そこで、慢性炎症に伴い、造血幹細胞の性質が変化することで、巨核球への分化態度に変化が合われるかどうかを検討する。さらに造血幹細胞の移植を行い、慢性炎症による血小板産生に対する幹細胞応答の寄与を評価する。
Scurfyマウスの解析
基本的には、K14-AhR-CAマウスと同様の解析を行う。ただし、こちらのマウスでは、FoxP3の遺伝子変異による直接的な影響を否定するために、正常はT細胞移植により炎症を改善した場合に、造血組織が正常化することを確認しておく。

次年度の研究費の使用計画

本年度は、当初予定していた、がん細胞の移植による巨核球応答を調べる、という実験が、がん細胞の培養が不調であったために実施できなかった。そこで、研究の方針を一部変更して、担癌ストレスに対する巨核球の応答に変えて、慢性炎症に対する巨核球の応答を調べることにした。そのため、当初予定していた研究費を全て執行する必要がなくなった一方、平成２６年度には、慢性炎症モデルマウスを用いた実験が拡大すること、さらにその骨髄移植実験を実施するために、マウスの飼育費が増大することが予想される。そこで、平成２５年度に使用予定であった経費を平成２６年度に使用することにした。
本年度使用予定であった予算は、平成２６年度のマウス購入費とマウス飼育費を中心に執行する。一部は、マウス解析のためのフローサイトメトリー用の抗体の購入費にも使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Hematopoietic stem and progenitor cell activation during chronic dermatitis provoked by constitutively active aryl-hydrocarbon receptor driven by Keratin14 promoter. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murakami S, Yamamoto M*, and Motohashi H*. (* corresponding authors)
  • 雑誌名: Toxicol Sci 巻: 138 ページ: 47-58
  • DOI: 10.1093/toxsci/kft273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Keap1-Nrf2 system regulates cell fate determination of hematopoietic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Murakami S, Shimizu R, Romeo P-H, Yamamoto M*, and Motohashi H*. (* corresponding authors)
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 19 ページ: 239-253
  • DOI: 10.1111/gtc.12126.
  • 査読あり
• [雑誌論文] NRF2 immunolocalization in human breat cancer patients as a prognostic factor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Onodera Y, Motohashi H, Takagi K, Miki Y, Shibahara Y, Watanabe M, Ishida T, Hirakawa H, Sasano H, Yamamoto M, and Suzuki T.
  • 雑誌名: Endocri Relat Cancer 巻: 21 ページ: 241-252
  • DOI: 10.1530/ERC-13-0234.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nrf2 enhances cholangiocyte expansion in Pten-deficient livers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Taguchi K, Hirano I, Itoh T, Tanaka M, Miyajima A, Suzuki A, Motohashi H*, and Yamamoto M*. (* corresponding authors)
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 34 ページ: 900-913
  • DOI: 10.1128/MCB.01384-13.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of the Hbsl1-Myb locus causes hereditary persistence of fetal hemoglobin in mouse. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Yamazaki H, Mukai HY, Motohashi H, Shi L, Tanabe O, Engel JD and Yamamoto M.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 33 ページ: 1687-1695
  • DOI: 10.1128/MCB.01617-12.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulatory nexus of synthesis and degradation deciphers cellular Nrf2 expression levels. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Shibata T, Takaya K, Shiraishi K, Kohno T, Kunitoh H, Tsuta K, Furuta K, Goto K, Hosoda F, Sakamoto H, Motohashi H and Yamamoto M*.
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 33 ページ: 2402-2412
  • DOI: 10.1128/MCB.00065-13.
  • 査読あり
• [雑誌論文] NF-E2 p45 is important for establishing normal function of platelets. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujita R, Takayama-Tsujimoto M, Satoh H, Gutiérrez L, Aburatani H, Fujii S, Sarai A, Bresnick EH, Yamamoto M*, and Motohashi H* (* corresponding authors) .
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 33 ページ: 2659-2670
  • DOI: 10.1128/MCB.01274-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transforming growth factorβinduces transcription factors MafK and Bach1 to suppress expression of the heme oxygenase-1 gene. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okita Y, Kamoshida A, Suzuki H, Itoh K, Motohashi H, Igarashi K, Ogami T, Koinuma D, Kato M.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288 ページ: 20658-20667
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.450478.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of p62 activates the Keap1-Nrf2 pathway during selective autophagy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichimura Y, Waguri S, Sou YS, Kageyama S, Hasegawa J, Ishimura R, Saito T, Yang Y, Kouno T, Fukutomi T, Hoshii T, Hirao A, Takagi K, Mizushima T, Motohashi H, Lee MS, Yoshimori T, Tanaka K, Yamamoto M, Komatsu M.
  • 雑誌名: Mol Cell 巻: 51 ページ: 618-631
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.08.003.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward clinical application of the Keap1-Nrf2 pathway. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Motohashi H, and Yamamoto M*.
  • 雑誌名: Trends Pharmacol 巻: 34 ページ: 340-346
  • DOI: 10.1016/j.tips.2013.04.005.
  • 査読あり
• [雑誌論文] がん細胞におけるKeap1-Nrf2制御系の機能と役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 村上昌平、本橋ほづみ
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 247 ページ: 811-818
• [雑誌論文] 環境応答破綻がもたらす炎症の慢性化機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森口 尚，本橋ほづみ, 山本雅之
  • 雑誌名: Bio Clinica 巻: 28(12) ページ: 12-23
• [学会発表] Nrf2 promotes compensatory liver hypertrophy after portal vein branch ligation in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Shirasaki, Keiko Taguchi, Michiaki Unno, Hozumi Motohashi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
• [学会発表] Nrf2 enhances cholangiocyte expansion in Pten-deficient livers. (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiko Taguchi, Hozumi Motohashi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
• [学会発表] Nrf2 and Adh3 cooperates in cytoprotection from oxidative stress. (2014)
  • 著者名/発表者名: Maki Goto, Hiroshi Kitamura, Tomohiro Sawa, Takaaki Akaike, Takeshi Haseba, Toshio Akimoto, Teruko Yamamoto, Masayuki Yamamoto, Hozumi Motohashi.
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
• [学会発表] Functional analysis of Keap1-Nrf2 system in hematopoietic stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shohei Murakami, Masayuki Yamamoto, Hozumi Motohashi.
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
• [学会発表] Real-time in vivo monitoring of inflammatory status exploiting human interleukin-6 BAC luciferase transgenic mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Jun Takai, Makiko Hayashi, Hozumi Motohashi, Takashi Moriguchi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
• [学会発表] Regulatory nexus of synthesis and degradation deciphers cellular Nrf2 expression levels. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takafumi Suzuki, Tatsuhiro Shibata, Kai Takaya, Kouya Shiraishi, Takashi Kohno, Hideo Kunitoh, Koji Tsuta, Koh Furuta,Koiichi Goto, Fumie Hosoda, Hiromi Sakamoto, Hozumi Motohashi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
• [学会発表] Future of the Keap1-Nrf2 pathway. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Motohashi
  • 学会等名: The Environmental Response IV
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20140228-20140302
  • 招待講演
• [学会発表] Crosstalk between redox regulation and cell proliferation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hozumi Motohashi
  • 学会等名: International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa & Symposium on Drug Discovery in Academics.
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20140123-20140124
  • 招待講演
• [学会発表] 門脈枝結紮による代償的肝肥大におけるNrf2の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田口恵子、白崎圭一、本橋ほづみ、山本雅之
  • 学会等名: 新学術研究「修飾シグナル病」若手ワークショップ
  • 発表場所: 伊香保
  • 年月日: 20131021-20131023
• [学会発表] 肝毒性物質による肝肥大における転写因子Nrf2の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田口恵子、本橋ほづみ、伊藤暢、田中稔、宮島篤、山本雅之
  • 学会等名: フォーラム2013：衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 博多
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] NF-E2 p45 is important for establishing normal function of platelets. (2013)
  • 著者名/発表者名: Rie Fujita, Hiroyuki Aburatani, Emery H Bresnick, Masayuki Yamamoto, Hozumi Motohashi.
  • 学会等名: 42nd Annual Scientific Meeting of ISEH.
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 20130822-20130825
• [学会発表] The atomospheric scanning electron microscope (ASEM) observes the critical moment of platelet generation from megakaryocytes in solution. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato C, Nishiyama H, Maruyama Y, Ebihara T, Suga M, Yamamoto M and Motohashi H.
  • 学会等名: Microscopy & Microanalysis 2013
  • 発表場所: Indianapolis, Indiana, USA
  • 年月日: 20130804-20130808
• [学会発表] Two distinct mechanisms for degradation of a transcription factor Nrf2. (2013)
  • 著者名/発表者名: Taguchi K, Motohashi H, Yamamoto M.
  • 学会等名: The 35th NAITO Conference “The Ubiquitin-Proteasome System: From Basic Mechanisms to Pathophysiological Roles”
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20130709-20130712
• [学会発表] Nrf2 enhances a hepatotoxin-induced hepatic cell expansion. (2013)
  • 著者名/発表者名: Taguchi K, Motohashi H, Yamamoto M.
  • 学会等名: The XIII International Congress of Toxicology (ICT2013)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20130630-20130704
• [学会発表] 造血幹細胞・前駆細胞におけるKeap1-Nrf2制御系の役割の解明
  • 著者名/発表者名: 村上昌平、本橋ほづみ、山本雅之
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第79会例会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 生体防御におけるNrf2制御系とAdh3の協調作用の重要性
  • 著者名/発表者名: 後藤まき、長谷場健、鈴木教郎、山本照子、山本雅之、本橋ほづみ
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部第79会例会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] Contribution of Nrf2 pathway to metabolic reprogramming during cell proliferation.
  • 著者名/発表者名: Hozumi Motohashi, Keiichi Shirasaki, Yoichiro Mitsuishi, Keiko Taguchi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 門脈枝結紮による代償性肝肥大におけるNrf2の役割
  • 著者名/発表者名: 白崎圭一、田口恵子、本橋ほづみ、海野倫明、山本雅之
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Regulatory nexus of synthesis and degradation deciphers cellular Nrf2 expression levels.
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆史、柴田龍弘、高屋快、本橋ほづみ、山本雅之
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 肝毒性物質による肝肥大におけるNrf2の貢献
  • 著者名/発表者名: 田口恵子、本橋ほづみ、伊藤暢、田中稔、宮島篤、山本雅之
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Nrf2制御系とAdh3の協調作用による生体防御機構の解析
  • 著者名/発表者名: 後藤まき、長谷場健、鈴木教郎、山本雅之、山本照子、本橋ほづみ
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Contribution of Keap1-Nrf2 pathway to metabolic reprogramming during cell proliferation.
  • 著者名/発表者名: Hozumi Motohashi, Keiichi Shirasaki, Yoichiro Mitsuishi, Keiko Taguchi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: International Symposium on Transcription and Metabolism
  • 発表場所: 淡路島
• [学会発表] Contribution of Keap1-Nrf2 pathway to metabolic reprogramming and cell proliferation.
  • 著者名/発表者名: Hozumi Motohashi, Keiichi Shirasaki, Yoichiro Mitsuishi, Keiko Taguchi, Masayuki Yamamoto.
  • 学会等名: France-Japan Cancer, International Scientific Coordination Network
  • 発表場所: Toulouse, France
• [学会発表] 細胞増殖におけるKeap1-Nrf2酸化ストレス応答機構の役割
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ、白崎圭一、光石陽一郎、田口恵子、山本雅之
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] がん細胞における酸化ストレス応答と代謝リプログラミング
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 武田薬品 癌創薬ユニットセミナー
  • 発表場所: 藤沢
  • 招待講演
• [学会発表] Keap1-Nrf2ストレス応答機構によるがん細胞の代謝リプログラミング
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 東北大学加齢医学研究所 集談会
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] Keap1-Nrf2制御系によるストレス応答と代謝リプログラミング
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 名古屋大学大学院基盤医学特論 特徴あるプログラム Cancer Science Course
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] 巨核球におけるレッドックス制御と血小板機能
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 第24回日本生体防御学会学術総会
  • 発表場所: 熊本
  • 招待講演
• [学会発表] Keap1-Nrf2ストレス応答機構による代謝リプログラミングと細胞増殖
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: TARAセミナー
  • 発表場所: つくば
  • 招待講演
• [学会発表] Keap1-Nrf2制御系によるストレス応答と代謝リプログラミング
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 第６回Symphony
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞増殖におけるKeap1-Nrf2酸化ストレス応答機構の役割
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 第１回がんと代謝研究会
  • 発表場所: 鶴岡
  • 招待講演
• [学会発表] Keap1-Nrf2制御系によるストレス応答と代謝リプログラミング
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 第383回東北医学会例会
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] Keap1-Nrf2制御系によるストレス応答と代謝リプログラミング
  • 著者名/発表者名: 本橋ほづみ
  • 学会等名: 東北薬科大学セミナー
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [備考] 東北大学加齢医学研究所 加齢制御研究部門 遺伝子発現制御分野
  • URL: http://www2.idac.tohoku.ac.jp/dep/ger/