肺胞低酸素が低酸素誘導性遺伝子発現変化を通じて肺に及ぼす影響の細胞生物学的検討

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24592322
• 研究機関: 公益財団法人田附興風会
• 研究代表者: 足立 健彦 公益財団法人田附興風会, 医学研究所第9研究部, 部長 (90252428)
• 研究分担者: 広田 喜一 関西医科大学, 医学部, 准教授 (00283606)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 肺障害 / HIF-1 / 肺水腫 / 肺胞炎症

研究実績の概要

片肺換気モデル(肺胞虚脱モデル)・再拡張性肺水腫のモデルを主にラットで構築して,肺胞上皮-血管のバリア機能が炎症反応によって障害されていく過程を肺胞内酸素環境の視点から捉え低酸素誘導性因子1(hypoxia-inducible factor 1;HIF-1)の活性化と関連づけ て解析することが本申請の目的であった。過去二年の研究成果を受けて本年度は以下の研究を行った。
#1 培養細胞を用いた実験系においての肺胞上皮における水分輸送,肺胞上皮のタイトジャンクション機能へ酸素分圧が与える影響の評価-確立したNamiloride-blockable ENaC ファミリーとAQP5 / タイトジャンクション蛋白質 (ZO-1, occudin,claudin)の遺伝子発現の酸素分圧依存的な調節機構を検討した。酸素分圧に依存した発現変化が観察されて少なくともその一部は転写因子HIF-1に依存していることを見いだした。人為的なHIF-1活性化の調節によりこれら遺伝子の発現状況が変化することも確認した。
#2 培養細胞を用いた肺胞上皮バリアの再構成実験-この実験系の構築を試みたが成功に至らなかった。しかし腸管上皮由来の細胞株を用いたバリア機能の構築には成功して人為的なHIF-1活性化がバリア機能の減弱をもたらす可能性を見いだした。
#3 ラットでの片肺換気モデル(肺胞虚脱モデル)の構築
ラットに気管挿管して片肺換気モデル(肺胞虚脱モデル)の構築には成功したが確実な肺水腫の創出には至らなかった。

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of hypozia-inducible factors in the dysregulation of oxygen homeostasis in sepsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirota K.
  • 雑誌名: Cardiovascular & hematological disorders drug targets 巻: 15 ページ: 29-40
  • DOI: 10.2174/1871529X15666150108115553
  • 査読あり
• [雑誌論文] UCHL1 provides diagnostic and antimetastatic strategies due to its deubiquitinating effect on HIF-1alpha (2015)
  • 著者名/発表者名: Goto Y, Zeng L, YeomCJ, Zhu Y, Morinibu A, Shinoyam K, Kobayashi M, Hirota K, Itasaka S, Yoshimura M, Tanimoto K, Sowa T, Menju T, Sonobe M, Kakeya H, Toi M, Date H, Hammond EM, Hiraoka M, Harada H.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 6 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1038/ncomms7153
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肺胞低酸素と炎症-低酸素誘導性因子活性化の視点から- (2014)
  • 著者名/発表者名: 広田喜一
  • 雑誌名: 分子呼吸器病 巻: 18 ページ: 73-75
• [雑誌論文] 肺内酸素環境と肺疾患-低酸素-HIF1-炎症- (2014)
  • 著者名/発表者名: 広田喜一
  • 雑誌名: 呼吸器内科 巻: 25 ページ: 270-275
• [雑誌論文] The volatile anesthetic isoflurane differentially suppresses the induction of erythropoietin synthesis elicited by acute anemia and systemic hypoxemia in mice in an hypoxia-inducible factor-2-dependent manner (2014)
  • 著者名/発表者名: Kai S, Tanaka T, Matsuyama T, Suzuki K, Hirota K
  • 雑誌名: Eur J Pharmacol 巻: 732C ページ: 43-49
  • DOI: 10.1016/j.ejphar.2014.03.020
  • 査読あり