アポリポタンパク質によるHDL産生・代謝調節機構の物理化学的基盤解明と創薬展開

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293006
• 研究機関: 京都薬科大学
• 研究代表者: 斎藤 博幸 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (60300919)
• 研究分担者: 笠原 二郎 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部, 准教授 (10295131)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: アポリポタンパク質 / HDL / コンフォメーション / アミロイド / 抗体 / 糖鎖

研究実績の概要

本研究課題では、血中や中枢神経系（脳内）でのコレステロール代謝平衡を調節しているヘリックス型アポリポタンパク質であるアポA-IとアポEによるHDL産生・代謝調節機構の物理化学的基盤を解明するとともに、HDL代謝制御システムの破綻によって引き起こされる脂質異常症やアミロイドーシスなどの疾患の新たな予防・治療法開発のための科学的基盤構築を目指した。
最終年度である平成28年度は、アポリポタンパク質によるHDL産生やアミロイド線維形成における生理的因子として、細胞表面糖鎖による制御機構の解明を進めた。申請者は既に、細胞表面ヘパラン硫酸の多硫酸化ドメインがアポA-Iアミロイド線維の細胞毒性発現に関与していることを明らかにしているが（JBC 290, 24210, 2015）、実際、硫酸化糖鎖であるヘパリンが、ヒトアミロイドーシス変異の一つであるアポA-I 1-83/W50Rフラグメントのアミロイド線維伸長を著しく促進することを見出した。さらに、アポA-Iフラグメントのヘパリン相互作用部位としてアミロイド線維形成に重要な44-65残基領域であることを同定した（FEBS Lett. 590, 3492, 2016）。
一方、HDLの形成・成熟過程でのアポA-I分子のコンフォメーション変化を認識・識別する抗アポA-I抗体の開発では、N末側44-65残基をエピトープとする新規抗体がアポA-IのHDL形成に伴うヘリックス構造転移を検出できることを見出し、HDLコンフォメーション特異的高感度イムノアッセイ系の構築に成功した。今後、HDL亜分画の細胞コレステロール除去活性等の抗動脈硬化作用との相関解析を行うことで、従来のHDLコレステロール量に代わる新たな指標としてのHDL活性の迅速定量化が可能な測定方法として、血漿HDL亜分画測定への適用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ペンシルベニア大学医学部(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ペンシルベニア大学医学部
• [国際共同研究] V.N. Karazin Kharkiv National University(ウクライナ)
  • 国名: ウクライナ
  • 外国機関名: V.N. Karazin Kharkiv National University
• [雑誌論文] Heparin Promotes Fibril Formation of the N-Terminal Fragment of Amyloidogenic Apolipoprotein A-I. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mikawa S., Mizuguchi C., Nishitsuji K., Baba T., Shigenaga A., Shimanouchi T., Sakashita N., Otaka A., Akaji K., and Saito H.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: 590 ページ: 3492-3500
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12426
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dependence of Intestinal Absorption Profile of Insulin on Carrier Morphology Composed of β-Cyclodextrin-grafted Chitosan. (2016)
  • 著者名/発表者名: Daimon Y., Kamei N., Kawakami K., Takeda-Morishita M., Izawa H., Takechi-Haraya Y., Saito H., Sakai H., and Ariga K.
  • 雑誌名: Mol. Pharm. 巻: 13 ページ: 4034-4042
  • DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.6b00561
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Novel Functional Nucleic Acid iRed Effectively Regulates Target Genes Following Cytoplasmic Delivery by Faint eEectric Treatment. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hasan M., Tarashima N., Fujikawa K., Ohgita T., Hama S., Tanaka T., Saito H., Minakawa N., and Kogure K
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mater. 巻: 17 ページ: 554-562
  • DOI: 10.1080/14686996.2016.1221726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Plasticity of JRAB/MICAL-L2 Provides 'Law and Order' in Collective Cell Migration. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakane A, Yoshizawa S, Nishimura M, Tsuchiya Y, Matsushita N, Miyake K, Horikawa K, Imoto I, Mizuguchi C, Saito H, Ueno T, Matsushita S, Haga H, Deguchi S, Mizuguchi K, Yokota H, and Sasaki T.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 27 ページ: 3095-3108
  • DOI: 10.1091/mbc.E16-05-0332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combined Thioflavin T - Congo Red Fluorescence Assay for Amyloid Fibril Detection. (2016)
  • 著者名/発表者名: Girych M., Gorbenko G., Maliyov I., Trusova V., Mizuguchi C., Saito H., and Kinnunen, P.
  • 雑誌名: Methods Appl. Fluoresc. 巻: 4 ページ: 034010
  • DOI: 10.1088/2050-6120/4/3/034010
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Iowa Mutant Apolipoprotein A-I (ApoA-IIowa) Fibrils Target Lysosomes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kameyama H., Nakajima H., Nishitsuji K., Mikawa S., Uchimura K., Kobayashi N., Okuhira K., Saito H., and Sakashita N.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 ページ: 30391
  • DOI: 10.1038/srep30391
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enzymatic Remodeling of Heparan Sulfate: A Therapeutic Strategy for Systemic and Localized Amyloidoses? (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishitsuji K. Saito H., and Uchimura K.
  • 雑誌名: Neur. Regener. Res. 巻: 11 ページ: 408-409
  • DOI: 10.4103/1673-5374.179043
  • 査読あり
• [学会発表] アルギニンペプチドのグリコサミノグリカン糖鎖を介した細胞膜透過機構に関する物理化学的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 灘井亮，原矢佑樹，西辻和親，内村健治，加藤くみ子，重永章，川上徹，大高章，北條裕信，坂下直実，斎藤博幸
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-27
• [学会発表] ApoA-I構造特異抗体の開発に向けた抗体評価系の確立 (2017)
  • 著者名/発表者名: 三河志穂,木村仁,扇田隆司,森田いずみ,大山浩之,小林典裕,斎藤博幸
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-27
• [学会発表] Iowa変異型アポA-Iのアミロイド形成に及ぼす脂質組成の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 水口智晴,三河志穂,馬場照彦,奥平桂一郎,斎藤博幸
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-25 – 2017-03-27
• [学会発表] アミロイドーシス変異アポA-I Iowaの脂質膜結合状態の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水口智晴，三河志穂，馬場照彦，島内寿徳，重永章，奥平桂一郎，大高章，斎藤博幸
  • 学会等名: 膜シンポジウム2016
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-12-01 – 2016-12-02
• [学会発表] Needle-like type III secretion apparatus regulates effector transport by rotational motion (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Ohgita, Kohei Fukuda, Kyoko Momiyama, Naoki Hayashi, Naomasa Gotoh, Hiroyuki Saito
  • 学会等名: 第54回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2016-11-25 – 2016-11-27
• [学会発表] HDL-apoA-I微小構造変化の検出を目的とした新規抗apoA-I抗体の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村仁，三河志穂，森田いずみ，大山浩之，小林典裕，斎藤博幸
  • 学会等名: 第38回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市立大学薬学部（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-11-17 – 2016-11-18
• [学会発表] Effect of heparin on amyloid fibril formation of apoA-I fragment peptides (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiho Mikawa, Chiharu Mizuguchi, Izumi Morita, Hiroyuki Oyama, Teruhiko Baba, Akira Shigenaga, Toshinori Shimanouchi, Norihiro Kobayashi, Akira Otaka, Kenichi Akaji, and Hiroyuki Saito
  • 学会等名: 第53回ペプチド討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-26 – 2016-10-28
• [学会発表] SULFATED GLYCOSAMINOGLYCANS PROMOTE CELL MEMBRANE PENETRATION OF ARGININE PEPTIDES VIA ENTHALPY-DRIVEN INTERACTIONS (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo Nadai, Yuki Haraya, Kazuchika Nishitsuji, Kenji Uchimura, Kumiko Kato, Akira Shigenaga, Toru Kawakami, Akira Otaka, Hironobu Hojo, Naomi Sakashita, Hiroyuki Saito
  • 学会等名: 第53回ペプチド討論会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-10-26 – 2016-10-28
• [学会発表] 細菌Ⅲ型分泌装置のエフェクター輸送機構解明のための回転-分泌相関の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 扇田隆司, 林直樹, 福田昂平, 籾山京子, 小暮健太朗, 後藤直正, 斎藤博幸
  • 学会等名: 第14回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • 発表場所: ロッジ舞州（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-08-27 – 2016-08-28
• [学会発表] G26R変異型アポリポタンパク質A1線維の細胞毒性はリソソーム依存的である (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀山泰和、西辻和親、奥平桂一郎、小林典裕、斎藤博幸、坂下直実
  • 学会等名: 第4回日本アミロイドーシス研究会学術集会
  • 発表場所: KKRホテル東京（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-08-19 – 2016-08-19
• [学会発表] Iowa変異型アポA-Iによる脂質膜環境下でのアミロイド線維形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 水口智晴、三河志穂、馬場照彦、島内寿徳、重永章、奥平桂一郎、大高章、斎藤博幸
  • 学会等名: 第4回日本アミロイドーシス研究会学術集会
  • 発表場所: KKRホテル東京（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-08-19 – 2016-08-19
• [学会発表] Cellular interaction and cytotoxicity of amyloid fibrils of the Iowa mutant of apolipoprotein A-I (apoA-IIowa) are mediated by sulfate moieties of heparan sulfate. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishitsuji K., Kuwabara K., Uchimura K., Hung SC., Kobayashi N., Saito H., Sakashita N.
  • 学会等名: The XVth International Symposium on Amyloidosis
  • 発表場所: Uppsala Consert and Congress (Sweden)
  • 年月日: 2016-07-03 – 2016-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] 細菌Ⅲ型分泌機構の解明を目指した分泌装置の回転-分泌相関の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 扇田隆司, 林直樹, 上川翼, 籾山京子, 福田昂平, 小暮健太朗, 後藤直正, 斎藤博幸
  • 学会等名: 第11回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパスきはだホール（京都府宇治市）
  • 年月日: 2016-07-02 – 2016-07-03
• [学会発表] 腫瘍内透過性と微弱低pH応答性を併せ持つ薬物キャリアーの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松井諒、濱進、鈴木智子、板倉祥子、小暮健太朗、斎藤博幸
  • 学会等名: 第32回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: グランシップ（静岡県静岡市）
  • 年月日: 2016-06-30 – 2016-07-01
• [学会発表] Intracellular delivery of a novel functional nucleic acid iRed by faint electric treatment for effective regulation of target genes (2016)
  • 著者名/発表者名: Mahadi Hasan, Noriko Tarashima, Kohki Fujikawa, Takashi Ohgita, Susumu Hama, Tamotsu Tanaka, Hiroyuki Saito, Noriaki Minakawa, Kentaro Kogure.
  • 学会等名: 第32回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: グランシップ（静岡県静岡市）
  • 年月日: 2016-06-30 – 2016-07-01
• [学会発表] 腹腔内貯留型トコフェロールコハク酸含有ナノ粒子の腹膜播種治療への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西貴之、濱進、西本明功、鈴木智子、桐村直子、斎藤博幸、福澤健治、小暮健太朗
  • 学会等名: 日本ビタミン学会第68回大会
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • 年月日: 2016-06-17 – 2016-06-18
• [学会発表] ApoA-I線維はオートファジー/リソソーム系の機能を障害する (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀山泰和，西辻和親，小林典裕，斎藤博幸，坂下直実
  • 学会等名: 第105回日本病理学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-05-12 – 2016-05-14
• [学会発表] タンパク質分泌の新規リアルタイム評価系を用いた細菌Ⅲ型分泌メカニズムの検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 扇田隆司、林直樹、後藤直正、小暮健太朗、斎藤博幸
  • 学会等名: 日本膜学会第38年会
  • 発表場所: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-11
• [学会発表] アルギニンペプチドの細胞膜透過はグリコサミノグリカン糖鎖へのエンタルピー依存的結合によって促進される (2016)
  • 著者名/発表者名: 灘井亮，原矢佑樹，西辻和親，内村健治，加藤くみ子，重永章，川上徹，大高章，北條裕信，坂下直実，斎藤博幸
  • 学会等名: 日本膜学会第38年会
  • 発表場所: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京都新宿区）
  • 年月日: 2016-05-10 – 2016-05-11