Ｃ型肝炎ウイルスによる糖代謝異常の分子機序の解明

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24590976
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 堀田 博 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40116249)
• 研究分担者: 勝二 郁夫 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40356241) ; デン リン 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40437497)
• キーワード: Ｃ型肝炎ウイルス / 感染症 / 糖新生 / FoxO1 / MKP3

研究概要

Ｃ型肝炎ウイルス(HCV)は慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌等を引き起こすのみならず、2型糖尿病や脂肪肝と密接な関連があることが臨床的に知られている。我々は、HCV感染が糖新生制御因子である転写因子FoxO1のリン酸化を抑制し、活性化状態を持続させること、及び活性化されたFoxO1により、糖新生律速酵素遺伝子群の転写が促進され、肝細胞の糖新生が亢進することを明らかにした。昨年度は、HCV感染により、ホスファターゼであるMAPK phosphatase-5 (MKP5)ではなく、MAPK phosphatase-3 (MKP3)のmRNA及びタンパク質発現が亢進することを見出した。今年度は、HCV感染によるMPK3 発現量の上昇は、FoxO1のリン酸化低下にどのような影響を及ぼすかについて検討し、以下の結果を得た。
(1)　MKP3単独発現により、FoxO1のSer319リン酸化の程度が低下する。
(2)　単独発現したMKP3は内在性FoxO1と結合する。
(3)　MKP3は核と細胞質の両方に局在しているが、HCVレプリコン細胞あるいはHCV感染細胞に発現させたMKP3は、核から排除され、細胞質に局在する。
以上の結果から、HCV感染により、MKP3のmRNA及びタンパク質発現が亢進し、MKP3の細胞質への移行が促進されること、さらに、MKP3が細胞質におけるFoxO1との相互作用により、FoxO1の脱リン酸化反応が促進されることが示唆された。その結果、FoxO1核内蓄積（FoxO1転写活性の亢進）が惹起され、糖新生律速酵素遺伝子群の転写が促進され、肝細胞の糖新生が亢進すると考えられた。これらの成果はHCV感染による糖代謝異常誘導の分子機序の解明に貢献するものである。

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

これまでの研究でHCV感染がMAPK phosphatase-3 (MKP3)のmRNA及びタンパク質発現を促進すること及び細胞質に限局することを介してFoxO1の脱リン酸化を惹起して糖新生を誘導する可能性が明らかになった。
これらの成果は当初の計画通りであり、評価できると思われる。

今後の研究の推進方策

HCV感染によるFoxO1リン酸化抑制の制御機序におけるMKP3の機能をさらに解明するため、以下の解析を進める。
1. HCV感染細胞にMKP3のsiRNAを導入し、MKP3発現量をブロックすることにより、HCV感染細胞におけるFoxO1のリン酸化状態と細胞内局在並びにグルコース産生量の変化について検討する。
2. 免疫沈降法にてHCV感染細胞内のMKP3を精製し、pNPP Phosphatase Assayにて感染細胞におけるMKP3のホスファターゼ活性を測定する。
3. MKP3発現プラスミドをHuh7.5細胞に導入し、MKP3過剰発現により、細胞におけるFoxO1のリン酸化状態と細胞内局在、糖新生律速酵素遺伝子群のmRNA発現量及びグルコース産生量の変化について解析する。

次年度の研究費の使用計画

成果発表のための国内旅費を計上していたが、公務の都合により、参加できなかったため。
本年は、最終年度であるので、消耗品の他に、国内および海外での成果発表のための旅費や論文投稿料などの経費を予定している。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of hepatitis C virus heterogeneity on interferon sensitivity: An overview (2014)
  • 著者名/発表者名: El-Shamy A, Hotta H
  • 雑誌名: World J Gastroenterol 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.3748/wjg.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of interleukin-28B polymorphisms and pegylated-interferon/ribavirin response of Indonesian chronic hepatitis C (2014)
  • 著者名/発表者名: Juniastuti, Wibowo BP, Wibawa IDN, Utsumi T, Mustika S, Amin M, Wahyuni RM, Kurniawan H, Hendrayana A, Setiawan PB, Yamani LN, Soetjipto, Yano Y, Hotta H, Hayashi Y, Lusida MI.
  • 雑誌名: J Clin Microbiol 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1128/JCM.00768-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and identification of substances with anti-hepatitis C virus activities from Kalanchoe pinnata (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoki C, Hartati S, Santi MR, Lydwina, Firdaus R, Hanafi M, Kardono LB, Shimizu Y, Sudarmono P, Hotta H
  • 雑誌名: Int J Pharm Pharmaceut Sci 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutational diversity of NS5A and NS3 during triple therapy (telaprevir, pegylated-interferon-α 2b and ribavirin) for genotype 1b chronic hepatitis C (2014)
  • 著者名/発表者名: Bai F, Yano Y, Kim SR, Seo Y, Miki A, Saito M, Hirano H, Momose K, Minami A, Hatazawa Y, Hayakumo T, Widasari DI, Rinonce HT, Sugano M, Tani S, Yoon S, Imoto S, Azuma T, Hotta H, Hayashi Y
  • 雑誌名: Int J Mol Med 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.3892/ijmm.2014.1706.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral administration of genetically modified Bifidobacterium displaying HCV-NS3 multi-epitope fusion protein could induce an HCV-NS3-specific systemic immune response in mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Takei S, Omoto C, Kitagawa K, Morishita N, Katayama T, Shigemura K, Fujisawa M, Kawabata M, Hotta H, Shirakawa T
  • 雑誌名: Vaccine 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2014.03.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiviral activity of extracts from Morinda citrifolia leaves and chlorophyll catabolites pheophorbide a and pyropheophorbide a, against hepatitis C virus (2014)
  • 著者名/発表者名: Ratnoglik SL, Aoki C, Sudarmono P, Komoto M, Deng L, Shoji I, Fuchino H, Kawahara N, Hotta H
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 58(3) ページ: 188-194
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12133.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anti-hepatitis C virus compounds obtained from Glycyrrhiza uralensis and other Glycyrrhiza species (2014)
  • 著者名/発表者名: Adianti M, Aoki C, Komoto M, Deng L, Shoji I, Wahyuni TS, Lusida MI, Soetjipo, Fuchino H, Kawahara N, Hotta H
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 58(3) ページ: 180-187
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12127.
  • 査読あり
• [雑誌論文] High rate of seronegative HCV infection in HIV-positive patients (2014)
  • 著者名/発表者名: Juniastuti, Utsumi T, Nasronudin, Alimsardjono L, Amin M, Adianti M, Yano Y, Soetjipto, Hayashi Y, Hotta H, Lusida MI
  • 雑誌名: Biomed Rep 巻: 2(1) ページ: 79-84
  • DOI: 10.3892/br.2013.188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiviral activities of Indonesian medicinal plants in the East Java region against hepatitis C virus (2013)
  • 著者名/発表者名: Wahyuni TS, Tumewu L, Permanasari AA, Apriani E, Adianti M, Rahman A, Widyawaruyanti A, Lusida MI, Fuad A, Soetjipto, Nasronudin, Fuchino H, Kawahara N, Shoji I, Deng L, Aoki C, Hotta H
  • 雑誌名: Virol J 巻: 10(1) ページ: 259
  • DOI: 10.1186/1743-422X-10-259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation of human monoclonal antibodies to the envelope E2 protein of hepatitis C virus and their characterization (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu YK, Hijikata M, Oshima M, Shimizu K, Alter HJ, Purcell RH, Yoshikura H, Hotta H
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8(2) ページ: e55874
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0055874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors of response to pegylated interferon/ribavirin combination therapy and mechanism of viral clearance (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto K, Kim SR, El-Shamy A, Imoto S, Ando K, Kim KI, Tanaka Y, Yano Y, Kim SK, Hasegawa Y, Fujinami A, Ohta M, Takashi H, Hotta H, Hayashi Y, Kudo M
  • 雑誌名: Dig Dis 巻: 31(5-6) ページ: 421-425
  • DOI: 10.1159/000355241.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of response to pegylated interferon/ribavirin combination therapy for chronic hepatitis C genotypes 2a and 2b and high viral load. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kim SR, El-Shamy A, Imoto S, Kim KI, Sugimoto K, Kim SK, Tanaka Y, Hatae T, Hasegawa Y, Fujinami A, Ohta M, Hotta H, Kudo M
  • 雑誌名: Dig Dis 巻: 31(5-6) ページ: 426-433
  • DOI: 10.1159/000355381.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Outcome of double-filtration plasmapheresis plus interferon treatment in nonresponders to pegylated interferon plus ribavirin combination therapy (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto K, Kim SR, El-Shamy A, Imoto S, Fujioka H, Kim KI, Tanaka Y, Yano Y, Kim SK, Hasegawa Y, Fujinami A, Ohta M, Hatae T, Hotta H, Hayashi Y, Kudo M
  • 雑誌名: Dig Dis 巻: 31(5-6) ページ: 434-439
  • DOI: 10.1159/000355239.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymorphisms of the core, NS3 and NS5A proteins of hepatitis C virus genotype 1b associate with development of hepatocellular carcinoma (2013)
  • 著者名/発表者名: El-Shamy A, Shindo M, Shoji I, Deng L, Okuno T, Hotta H
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 58 ページ: 555-563
  • DOI: 10.1002/hep.26205
  • 査読あり
• [学会発表] HCV infection, glucose metabolism disorder and liver cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: Hak Hotta
  • 学会等名: 2013 the 3rd International Symposium on Infectious Disease and Signal Transduction
  • 発表場所: Tainan, Taiwan
  • 年月日: 20131116-20131117
  • 招待講演
• [学会発表] HCV感染による糖代謝障害の分子機序 (2013)
  • 著者名/発表者名: 勝二郁夫、松井千絵子、DENG Lin、堀田博
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] HCV NS5AとHepatocyte nuclear factor (HNF) -1αの相互作用と病態生理 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松井千絵子、勝二郁夫、南奈苗、Sianipar Imelda Rosalyn、 DENG Lin、堀田博
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] Ｃ型肝炎ウイルス感染によるBax活性化の分子機序の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: DENG Lin、陳明、勝二郁夫、堀田博
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] C型肝炎ウイルス感染によるSmad1/Smad5経路の脱制御とその分子機序について (2013)
  • 著者名/発表者名: 松岡陽子、朝日朱美、Deng Lin、勝二郁夫、堀田博
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸、日本
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] HCV NS5A interacts with SMYD3 and upregulates SMYD3-mediated expression of AGR3 mRNA (2013)
  • 著者名/発表者名: Ming Chen, Xiang Gan, Lin Deng, Ikuo Shoji, Hak Hotta
  • 学会等名: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20131006-20131010
• [学会発表] HCV upregulates Bim through ROS/JNK signaling pathway leading to Bax-mediated apoptosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Lin Deng, Ming Chen, Ikuo Shoji, Hak Hotta
  • 学会等名: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20131006-20131010
• [学会発表] Regulation of hepatocyte nuclear factor 1α by hepatitis C virus NS5A protein (2013)
  • 著者名/発表者名: Chieko Matsui, Ikuo Shoji, Nanae Minami, Imelda Rosalyn Sianipar, Lin Deng, Hak Hotta
  • 学会等名: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20131006-20131010
• [学会発表] Development of a prophylactic and therapeutic vaccine against Hepatitis C virus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suratno Lulut Ratnoglik, Dapeng Jiang, Chie Aoki, Pratiwi Sudarmono, Lin Deng, Ikuo Shoji, Hak Hotta
  • 学会等名: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20131006-20131010
• [学会発表] Various statins at high concentrations enhance HCV virion release from the infected cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Chie Aoki, Sri Hartati, Muhanmad Hanafi, Leonardus B.S. Kardono, Tjahjani Mirawati Sudiro, Beti Ernawati Dewi, Pratiwi Sudarmono, Yoko Shimizu, Hak Hotta
  • 学会等名: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20131006-20131010
• [学会発表] Antiviral activity of chlorophyll derivatives, pheophorbide a, chlorin e6 and mono-L-aspartyl chlorin e6 (NPe6), against hepatitis C virus (2013)
  • 著者名/発表者名: Hak Hotta, Chie Aoki, Suratno Lulut Ratnoglik, Pratiwi Sudarmono, Mari Komoto, Lin Deng, Ikuo Shoji, Hiroyuki Fuchino, Nobuo Kawahara
  • 学会等名: 20th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 20131006-20131010
• [備考] 神戸大学医学研究科微生物学分野 研究内容
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/micro/research-2.htm
• [産業財産権] 免疫原性ポリペプチド表層発現ビフィズス菌 (2014)
  • 発明者名: 白川利朗、堀田博、片山高嶺
  • 権利者名: 白川利朗、堀田博、片山高嶺
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2014/53560
  • 出願年月日: 2014-02-14
  • 外国
• [産業財産権] 抗C型肝炎ウイルス剤 (2013)
  • 発明者名: 堀田博
  • 権利者名: 堀田博
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-200930
  • 出願年月日: 2013-09-27
• [産業財産権] C型肝炎ウイルス粒子形成促進剤及びC型肝炎ウイルス粒子の産生方法 (2013)
  • 発明者名: 堀田博、青木千恵、Pratiwi Sudarmono、他.
  • 権利者名: 堀田博、青木千恵、Pratiwi Sudarmono、他.
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/76414
  • 出願年月日: 2013-09-27
  • 外国