食事に起因する酸化ストレスによる生活習慣病発症の機序の解明

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25461372
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 公益財団法人朝日生命成人病研究所
• 研究代表者: 櫛山 曉史 公益財団法人朝日生命成人病研究所, その他部局等, 准教授 (30435820)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 生活習慣病 / 尿酸 / キサンチンオキシダーゼ

研究概要

食事の成分、特に砂糖・脂質は生活習慣病の発症に極めて関連が強いが、これらは尿酸代謝の律速酵素であるキサンチンオキシダーゼ（XOR）の活性に深く関連し、XOR活性により尿酸が産生される際に活性酸素種（ROS）を生じる。これまで我々は、動脈硬化巣マクロファージにXORが存在することと、XORの活性が動脈硬化の進展に関与することを突き止めた。
本研究は、組織特異的XOR過剰発現/抑制マウスを作出し、様々な生活習慣病誘発のための負荷食やモデルマウスとのかけあわせを行うことで、食事の内容によってXORがどのように活性化されるか、また、その際にどの組織・細胞のXOR活性由来のROSが、生活習慣病発症の原因や進展の原因となるかを解明することを目指すものである。
当初の予定では、組織特異的にXORの過剰発現または抑制するマウスを作出する予定であった。第6染色体のROSA26 locusにCAG-PGK-Neo-XORcDNA配列を挿入する過剰発現マウスを作出する計画は十分進行していないが、XORfl/flマウスを入手できたため、本マウスを用いて、組織特異的プロモーター（Alb、Lyz、Tie2）-Cre配列をもつマウスとの交配を行うことで、組織特異的XORKOマウスを作出し始めている。
これら遺伝子改変マウスに対し、高フルクトース・高脂肪食負荷を行い、ROS産生や組織障害についての検討を開始している。
なお、この実験に先立って、XOR阻害剤を用いて高フルクトース食による組織障害、特に肝障害の抑制が行えることを突き止めた。また、マクロファージXORの酸化ストレスがフルクトースと関連することも明らかにしつつある。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

組織特異的XOR欠損マウスの作出に予定よりも時間を要している。ただし、すでにマウスが完成してきており、来年度には期待した成果が出ると考えられる。

今後の研究の推進方策

肝・脂肪・マクロファージおよび血管内皮特異的XORKOマウスを作出し、食事によって誘導されるROS、特にXORに産生されるROSによる組織障害がどの細胞に由来するかを明らかにしていく。

次年度の研究費の使用計画

組織特異的XORTgマウスの作出に遅れが生じ、予定していた各種実験が次年度にまわることとなった。
また、XORKDマウス作成予定であったが、XORfl/flマウスが入手できる見込みとなったため、一部計画を変更し、26年度以降に行う予定だった実験を一部先行して行い、本年度予定の実験を次年度以降に回すこととなった。26年度以降の実験のうち比較的コストの低いものを中心に行ったため、研究期間中の資金配分に差異が生じた。
組織特異的XORKOマウスが得られたので、本年は標的細胞およびそれ以外の細胞における脂肪蓄積（脂肪肝など）、炎症、酸化ストレスを検討する。例えば肝では、肝内のF4/80陽性細胞数、肝脂肪蓄積の定量化を行う。また肝内の酸化ストレス（8OHdG）、繊維化（SiriusRed）、血清中の酸化ストレスマーカー、炎症（TNFα、IL-6）などを定量する。また血清中の炎症性サイトカイン、脂質、尿酸についても定量する。
またTgマウスに関しては本年度の作出を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Role of elevated serum uric acid levels at the onset of overt nephropathy in the risk for renal function decline in patients with type 2 diabetes (2014)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Tanaka, Shigeko Hara, Masakazu Hattori, Ken Sakai, Yukiko Onishi, Yoko Yoshida, Shoji Kawazu
  • 雑誌名: Journal of Diabetes Investigation 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1111/jdi.12243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Twenty-year trend of increasing obesity in young patients with poorly controlled type 2 diabetes at first diagnosis in urban Japan. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kushiyama A, Yoshida Y, Kikuchi T, Suzawa N, Yamamoto M, Tanaka K, Okayasu M, Tahara T, Takao T, Onishi Y, Kawazu S.
  • 雑誌名: Journal of Diabetes Investigation 巻: 4 ページ: 540-545
  • DOI: 10.1111/jdi.12090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resistin-like molecule β is abundantly expressed in foam cells and is involved in atherosclerosis development. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kushiyama A, Sakoda H, Oue N, Okubo M, Nakatsu Y, Ono H, Fukushima T, Kamata H, Nishimura F, Kikuchi T, Fujishiro M, Nishiyama K, Aburatani H, Kushiyama S, Iizuka M, Taki N, Encinas J, Sentani K, Ogonuki N, Ogura A, Kawazu S, Yasui W, Higashi Y, Kurihara H, Katagiri H, Asano T.
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 巻: 33 ページ: 1986-1993
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.113.301546.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactobacillus casei strain Shirota protects against nonalcoholic steatohepatitis development in a rodent model. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okubo H, Sakoda H, Kushiyama A, Fujishiro M, Nakatsu Y, Fukushima T, Matsunaga Y, Kamata H, Asahara T, Yoshida Y, Chonan O, Iwashita M, Nishimura F, Asano T.
  • 雑誌名: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 巻: 305 ページ: G911-8
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00225.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] The inflammation-lipocalin 2 axis may contribute to the development of chronic kidney disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashikata A, Yamashita A, Suzuki S, Nagayasu S, Shinjo T, Taniguchi A, Fukushima M, Nakai Y, Nin K, Watanabe N, Asano T, Abiko Y, Kushiyama A, Nagasaka S, Nishimura F.
  • 雑誌名: Nephrol Dial Transplant 巻: 29 ページ: 611-618
  • DOI: 10.1093/ndt/gft449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Par14 protein associates with insulin receptor substrate 1 (IRS-1), thereby enhancing insulin-induced IRS-1 phosphorylation and metabolic actions. (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhang J, Nakatsu Y, Shinjo T, Guo Y, Sakoda H, Yamamotoya T, Otani Y, Okubo H, Kushiyama A, Fujishiro M, Fukushima T, Tsuchiya Y, Kamata H, Iwashita M, Nishimura F, Katagiri H, Takahashi S, Kurihara H, Uchida T, Asano T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288 ページ: 20692-20701
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.485730.
  • 査読あり
• [学会発表] 食事成分が誘引となる血管障害 (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫛山暁史，菊池貴子，櫛山 櫻，浅野知一郎，西山功一，栗原裕基
  • 学会等名: 第4回 Molecular Cardiovascular Conference II
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 20130906-20130908
• [学会発表] Involvement of macrophage-derived resistin like molecule β in atherosclerosis development (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Kushiyama, T. Kikuchi, H. Sakoda, M. Fujishiro, K. Nishiyama, H. Kurihara, Y. Higashi, S. Kawazu, T. Asano
  • 学会等名: 第45回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 20130718-20130719
• [学会発表] 空腹時活性化GLP-1によるDPP4阻害薬シタグリプチンの効果予測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 櫛山暁史，菊池貴子，大西由希子，田原たづ，髙尾淑子，山本万友美，須澤直木，吉田洋子，河津捷二
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本県
  • 年月日: 20130516-20130518
• [学会発表] Multifunctional Cardiography（MCG）を用いた2型糖尿病患者の心筋虚血の検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 常田智子，福井美弥子，新井 恵，難波敏子，宮城よう子，吉川美帆，山本美津代，板橋 明，田原たづ，吉田洋子，河津捷二，櫛山暁史
  • 学会等名: 第56回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 発表場所: 熊本県
  • 年月日: 20130516-20130518
• [図書] 生体の科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫛山暁史
  • 総ページ数: -
  • 出版者: 金原一郎医学医療振興財団
• [備考] 朝日生命成人病研究所 研究所部門
  • URL: http://www.asahi-life.or.jp/laboratory/index.html
• [備考] Facebook 朝日生命成人病研究所
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