肝発癌抑制戦略としてのmitophagy機能回復

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25670374
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 研究機関: 川崎医科大学
• 研究代表者: 日野 啓輔 川崎医科大学, 医学部, 教授 (80228741)
• 研究分担者: 原 裕一 川崎医科大学, 医学部, 講師 (60550952) ; 仁科 惣治 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70550961)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ミトコンドリア / Ｃ型肝炎ウイルス / mitophagy / Parkin / autophagy

研究概要

申請者はこれまでにＣ型肝炎ウイルス（HCV）全遺伝子が組み込まれたレプリコン細胞、ヒト肝細胞移植キメラマウス、HCV全遺伝子が組み込まれたトランスジェニックマウス（HCV TgM）を用いて、HCVコア蛋白がE3 ubiquitin ligaseであるParkinと結合することでParkinのミトコンドリアへの局在を阻害し、ミトコンドリア特異的autophagy（mitophagy）を抑制することを明らかにしてきた。しかし、これらの実験系ではHCV粒子は産生されておらず、ヒトのHCV感染状態とは異なる。そこで今年度は培養上清中のHCVが細胞に感染しうるHCV-JFH1株をnaive Huh7に感染させ、実際のHCV感染系におけるコア蛋白とParkinの相互関係について検討した。これまでの成績と同様にJFH1感染細胞においてもParkinのミトコンドリアへの局在が抑制された。Parkinのミトコンドリアへの局在にはリン酸化酵素であるPINK1によるParkinのリン酸化が必要であるが、HCV感染時にもPINK1によるリン酸化は阻害されておらず、コア蛋白とParkinのdirect interactionが想定された。そこでParkinをN端側とC端側の２つの領域のcDNAを合成し、yeast two hybrid assayによりコア蛋白との結合性を解析したところ、Parkin のミトコンドリアへの局在に重要な働きをする211 番目のアミノ酸を含むN 端側のParkinとのみ結合することが明らかとなった。
次にParkinとコア蛋白との結合の生物学的意義を検討するため、ParkinがHCV増殖に与える影響について検討した。上記のHCV感染をParkinのsiRNAでknock downしたところHCVの増殖が抑制されることが明らかとなった。こうした一連の成績はヒトのHCV感染における持続的な酸化ストレスの誘導を説明しうる一機序ではないかと考えられた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初の予定ではHCVコア蛋白と結合したN端側215個のアミノ酸からなるParkinについて、さらに細分化した領域を組み込んだベクターを作成してyeast two hybrid assayを行い、HCVコア蛋白と結合するParkinの責任領域を絞り込む予定であった。現在、HCVコアとParkinとの結合によるmitophagyの抑制結果についての論文を投稿中であるが、査読者から一連の現象をHCVレプリコン細胞のみならずHCV感染系（JFH1株感染細胞）で再現するようにとの指示があり、すべての実験をやり直したため当初の予定より進捗状況がやや遅れている。

今後の研究の推進方策

当初の予定通りHCVコア蛋白と結合するParkinの責任領域を決定するとともに、HCVコア蛋白の結合責任領域を決定する予定で研究を進めていく。研究期間内に可能であればHCVコア蛋白と結合するParkinの責任領域、いわゆるdecoy Parkinを細胞内で発現させるHCV感染細胞を作成し、decoy ParkinとHCVコアが結合することによって内因性のParkinが引き起こすmitophagyが回復するか否かを確認したいと考えている。

次年度の研究費の使用計画

研究計画進捗状況の項で記載したように、投稿論文の追加実験のため平成25年度の研究計画が当初の予定よりやや遅れたため、研究経費を若干次年度に持ち越した。
当初の平成26年度の研究計画に加えて、平成25年度の研究計画の一部が平成26年度にずれ込んだため、持ち越し助成金と平成26年度助成金の両方を使って、当初予定した研究を遂行していきたい。

研究成果

• [雑誌論文] Mitochondrial reactive oxygen species as a mystery voice in hepatitis C (2014)
  • 著者名/発表者名: HinoK, Hara Y, Nishina S
  • 雑誌名: Hepatology research : the official journal of the Japan Society of Hepatology 巻: 44 ページ: 123-32
  • DOI: 10.1111/hepr.12247
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hepatic oxidative stress in ovariectomized transgenic mice expressing the hepatitis C virus polyprotein is augmented through suppression of AMPK/PGC-1alpha signaling (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama Y, Nishina S, Hara Y, Kawase T, Hino K
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1111/hepr.12254
  • 査読あり
• [雑誌論文] New susceptibility and resistance HLA-DP alleles to HBV-related diseases identified by a trans-ethnic association study in Asia. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishida N, Sawai H, Kashiwase K, Minami M, Sugiyama M, Tanak Y, Kurosaki M, Asahina Y, Izumi N, Orito E, Hiasa Y, Honda M, Kaneko S, Mita E, Suzuki K, Hino K, Tanaka E, Mochida S, Mawatari Y, Ohashi J, Kawashima M, Tokunaga K, Mizokami, et al M
  • 雑誌名: PLOS One 巻: 9 ページ: e86449
  • DOI: 10.137/journal.pone.0086449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron metabolic disorder in chronic hepatitis C: Mechanisms and relevance to hepatocarcinogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Hino K, Nishina S, Hara Y
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol 巻: 28 Suppl 4 ページ: 93-8
  • DOI: 10.1111/jgh.12243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Risk factors for survival and the development of hepatocellular carcinoma in patients with primary biliary cirrhosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomiyama Y, Takenaka K, Kodama T, Kawanaka M, sasaki K, Nishina S, Yoshioka N, Hara Y, Hino K
  • 雑誌名: Intern Med 巻: 52 ページ: 1553-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical usefulness of non-protein respiratory quotient measurement in non-alcoholic fatty liver disease (2013)
  • 著者名/発表者名: Korenaga K, Korenaga M, Teramoto F, Suzuki T, Nishina S, Sasaki K, Nakashima Y, Tomiyama Y, Yoshioka N, Hara Y, Moriya T, Hino K
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: 43 ページ: 1284-94
  • DOI: 10.1111/hepr.12095
  • 査読あり
• [雑誌論文] First jejunal vein oriented mesenteric excision for pancreatoduodenectomy (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura M, Nakashima H, Tsutsumi K, Matsumoto H, Muta Y, Ueno D, Yoshida K, Hino K, Urakami A, Tanaka M
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 48 ページ: 989-95
  • DOI: 10.1007/s00535-012-0697-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Treatment of nonalcoholic steatohepatitis with vitamins E and C: a pilot study (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawanaka M, Nishino K, Suehiro M, Goto D, Urata N, Oka T, Kawamoto H, Nakamura H, Yodoi J, Hino K, Yamada G
  • 雑誌名: Hepatic Medicine: Evidence and Research 巻: 5 ページ: 11-16
  • 査読あり
• [学会発表] The hepatitis C virus core protein suppresses mitophagy by affecting Parkin
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hara, Izumi Yanatori , Masanori Ikeda, Sohji Nishina, Yasuyuki Tomiyama, Fumio Kishi, Kazunori Toida, Nobuyuki Kato, Kazuaki Chayama , Keisuke Hino
  • 学会等名: Cell Sumposium Mitochondria:from Signaling to Disease
  • 発表場所: Sheraton Lisbosa, Lisbon, Portugal
• [学会発表] Fibroblast Activation Protein (FAP) Expression of Cancer-Associated Fibroblast Predicts Poor Prognosis in Patients With Pancreatic Adenocarcinoma
  • 著者名/発表者名: Tomoya Kawase, Koji Yoshida, Keisuke Hino
  • 学会等名: DDW2013(American Gastroenterological Association)
  • 発表場所: orange Country Convention Center, Orland FL, USA
• [学会発表] HCVコア蛋白とParkinとの相互作用によるマイトファジーの抑制
  • 著者名/発表者名: 原裕一，仁科惣治，日野啓輔
  • 学会等名: 第49回日本肝臓学会総会
  • 発表場所: 京王プラザホテル、東京
• [学会発表] HCVタンパクはエストロゲン欠乏起因性酸化ストレスに対する抗酸化機構を抑制する
  • 著者名/発表者名: 富山恭行，小山展子，佐々木恭，仁科惣治，吉岡奈穂子，原 裕一，日野啓輔
  • 学会等名: 第49回日本肝臓学会総会
  • 発表場所: 京王プラザホテル、東京
• [学会発表] Splenectomy causes hepatic inflammation and oxidative stress through activation of Kupffer cells in iron-overloaded mice
  • 著者名/発表者名: Sohji Nishina, Yuichi Hara, Yasuyuki Tomiyama, Keisuke Hino
  • 学会等名: 17th International Symposium on Cells of the Hepatic Sinusoid
  • 発表場所: Osaka International Convention Center, osaka, Japan
• [学会発表] Splenectomy causes hepatic inflammation and oxidative stress through activation of Kupffer cells in iron-overloaded mice
  • 著者名/発表者名: Sohji Nishina, Yuichi Hara, Yasuyuki Tomiyama, Keisuke Hino
  • 学会等名: The 64th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • 発表場所: Waltere Washington Convention Center, Washington DC, USA
• [学会発表] Ovariectomized transgenic mice expressing hepatitis C virus polyprotein develop hepatic steatosis through suppression of AMPK/PGC1a signaling
  • 著者名/発表者名: Yasuyuki Tomiyama, Sohji Nishina , Yuichi Hara, Keisuke Hino
  • 学会等名: The 64th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • 発表場所: Waltere Washington Convention Center, Washington DC, USA
• [学会発表] Hepatitis C virus core protein suppresses mitophagy by interacting with Parkin
  • 著者名/発表者名: Yuhichi Hara, Izumi Yanatori, EmiKiyokage, Sohji Nishina, Yasuyuki Tomiyama, Kazunori Toida, Masanori Ikeda, Fumio Kishi, Nobuyuki Kato, Keisuke Hino
  • 学会等名: The 64th Annual Meeting of the American Association for the Study of Liver Diseases
  • 発表場所: Waltere Washington Convention Center, Washington DC, USA
• [図書] 診断と治療 ウイルス肝炎の新展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原 裕一、日野啓輔
  • 総ページ数: 190
  • 出版者: 診断と治療社