敗血症の早期診断マーカーの検索と肝細胞傷害への一酸化炭素誘導による保護効果の検討

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24790639
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 鵜沼 香奈 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 講師 (30586425)
• キーワード: 肝臓 / 敗血症 / オートファジー / カルバモイルリン酸シンターゼ1 / 一酸化炭素

研究概要

背景：敗血症は極めて重篤な病態である。最近、敗血症患者や敗血症モデル動物の各種臓器におけるオートファジーの証拠が示され、この病態における傷害ミトコンドリア等を取り込んで分解する現象が明らかになったが、その分子機構の詳細は未解明である。また、早期診断に有用なバイオマーカーが乏しいことから診断が困難であることが少なくない。そこで今回我々は、細胞保護作用が知られているヘムオキシゲナーゼ1(HO1)を誘導し、肝臓でのミトコンドリア-リソソームクオリティコントロールへの寄与を検討した。さらに、敗血症の早期診断に有用なバイオマーカーを同定する目的でプロテオームを用いた解析を行った。方法：リポポリサッカライド(LPS)を腹腔内に投与することにより、敗血症状態を生起させた。HO1の誘導は、コバルトプロトポルフィリン（CoPP）を前投与して行った。肝障害の評価は血清マーカーにて、オートファジーやミトコンドリアバイオジェネシスの評価はタンパク解析、免疫染色、電子顕微鏡などを用いて評価した。バイオマーカーの検索はMALDI-TOF型質量分析計を用い同定した。結果：LPS投与によりミトコンドリア障害が起こり、オートファジーで処理される事が確認された。CoPP前投与によりLPSラットの肝機能低下や逸脱酵素上昇は改善傾向にあったが、オートファジー阻害剤の前投与はこの効果をキャンセルした。また、肝ミトコンドリアに局在するカルバモイルリン酸シンターゼ1(CPS 1)がLPS投与後早期から上昇する事が示された。考察：LPS投与によるミトコンドリア障害に引き続いてオートファジーとリソソームバイオジェネシスが起こり、正常な細胞に復帰しようとしていると考えられた。上記経路でCoPP前処理しておくと、酸化ストレスが軽減され、敗血症病態を緩和する可能性が示唆された。また、敗血症モデルラットにおいて、血中CPS 1が早期に上昇する事が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Elimination and active extrusion of liver mitochondrial proteins during LPS administration in rat. (2013)
  • 著者名/発表者名: Unuma K, Aki T, Matsuda S, Funakoshi T, Yoshida K, Uemura K.
  • 雑誌名: Hepatology Res. 巻: 43(5) ページ: 526-534
  • DOI: 10.1111/j.1872-034X.2012.01084.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inducer of heme oxygenase-1 cobalt protoporphyrin accelerates autophagy and suppresses oxidative damages during lipopolysaccharide treatment in rat liver. (2013)
  • 著者名/発表者名: Unuma K, Aki T, Matsuda S, Funakoshi T, Yoshida K, Uemura K.
  • 雑誌名: Hepatol Res. 巻: 43(1) ページ: 91-96
  • DOI: 10.1111/j.1872-034X.2012.01049.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lysosome vacuolation disrupts the completion of autophagy during norephedrine exposure in SH-SY5Y human neuroblastoma cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Funakoshi T, Aki T, Unuma K, Uemura K.
  • 雑誌名: Brain Res. 巻: 1490 ページ: 9-22
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2012.10.056.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Usefulness of running wheel for detection of congestive heart failure in dilated cardiomyopathy mouse model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugihara M, Odagiri F, Suzuki T, Murayama T, Nakazato Y, Unuma K, Yoshida K, Daida H, Sakurai T, Morimoto S, Kurebayashi N.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8(1) ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0055514.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Starch accumulation in the lungs of two infants following positive ventilation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Unuma K, Harada K, Oka T, Uemura K.
  • 雑誌名: Forensic Sci Med Pathol. 巻: 9(4) ページ: 554-7
  • DOI: 10.1007/s12024-013-9453-3.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rho-Kinase Inhibitor Y-27632 Attenuates Arsenic Trioxide Toxicity in H9c2 Cardiomyoblastoma Cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Bessho M, Aki T, Funakoshi T, Unuma K, Noritake K, Kato C, Uemura K.
  • 雑誌名: Cardiovasc Toxicol. 巻: 13(3) ページ: 267-77
  • DOI: 10.1007/s12012-013-9206-2.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impairment of autophagy: From hereditary disorder to drug intoxication. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aki T, Funakoshi T, Unuma K, Uemura K.
  • 雑誌名: Toxicology. 巻: 311(3) ページ: 205-215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct effects of methamphetamine on autophagy-lysosome and ubiquitin-proteasome systems in HL-1 cultured mouse atrial cardiomyocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Funakoshi-Hirose I, Aki T, Unuma K, Funakoshi T, Noritake K, Uemura K.
  • 雑誌名: Toxicology. 巻: 312(4) ページ: 74-82
  • DOI: 10.1016/j.tox.2013.07.016.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunohistochemical study of the autophagy marker microtubule-associated protein 1 light chain 3 in normal and steatotic human livers. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kashima J, Shintani-Ishida K, Nakajima M, Maeda H, Unuma K, Uchiyama Y, Yoshida KI.
  • 雑誌名: Hepatol Res. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1111/hepr.12183.
  • 査読あり
• [学会発表] ヘムオキシゲナーゼ誘導剤は敗血症ラットの心筋障害をオートファジー活性化を介して軽減する (2013)
  • 著者名/発表者名: 鵜沼香奈、秋利彦、船越丈司、内田恭子、則竹香菜子、藤井祐介、上村公一
  • 学会等名: 第97次日本法医学会学術全国集会
  • 発表場所: ロイトン札幌
  • 年月日: 20130626-20130628
• [備考] 東京医科歯科大学法医学分野研究業績
  • URL: http://www.tmd.ac.jp/med/legm/gyouseki.html