イントロン性マイクロRNA-33a,-33bの脂質代謝制御機構の解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26461144
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 堀江 貴裕 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20565577)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 動脈硬化 / マイクロRNA / SREBP

研究実績の概要

コレステロール代謝を制御する転写因子sterol regulatory element binding protein 2 (SREBP2)のイントロンにマイクロRNA(microRNA; miR)-33aが存在する。これまでの研究から、miR-33a欠損マウスは組織中ABCA1上昇、血中HDL-C上昇、抗動脈硬化作用など様々な表現型を示すことが明らかとなった。ヒトには、脂肪酸代謝を制御するSREBP1のイントロンにmiR-33aと相同性の高いmiR-33bが存在する。本課題では以下の点に注目しmiR-33a、miR-33bの機能をさらに詳細に解明する。
A. SREBP2のイントロンに存在するmiR-33(a)の各臓器における役割の解明：miR-33aは全身の臓器に広範囲に発現している。各臓器における生体における役割を解明するため、コンディショナルmiR-33a欠損マウスの作製を行った。現在、miR-33a欠損マウスのFloxマウスが誕生しており、繁殖を行っている。B. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの脂質代謝における機能解析：マウスを用いたmiR-33bの機能解析を行うためにマウスのSrebp1のイントロン16にヒトmiR-33bの配列をノックインを行った。miR-33bノックインマウスは、メンデルの法則に従い誕生した。このマウスにおいては、肝臓におけるABCA1の発現が低下しており、血中のHDL-C濃度が約35％の低下を示した（Horie T and Nishino T, et al. Sci Rep 2014）。C. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの動脈硬化における役割の解明：miR-33bの動脈硬化における役割を解明するために、miR-33bノックインマウスとアポE欠損マウスとの交配を行う。現在、ウェスタン食負荷を行い、解析を行っているところである。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成26年度の研究計画は、遺伝子改変マウスの作成が主であった。計画では2種類のマウスを作製する予定だったが、共に樹立を行うことができた。miR-33bノックインマウスは、通常状態での表現型は論文として報告した。また、miR-33aコンディショナル欠損マウスも樹立済みであり、現在、京都大学医学部付属動物実験施設にて繁殖中である。今後、病態モデルにおける表現型解析を行う予定である。患者血清に関しては、現在も症例数を増加させている。

今後の研究の推進方策

平成27年度も、当初の計画通りに研究を推進する。平成26年度に作成したmiR-33bノックインマウスの病態における表現型の解析およびmiR-33aコンディショナル欠損マウスを各種Creマウスとの交配を行うことにより、細胞・臓器レベルでのより詳細な機能解析を行う予定である。以下の点に注目し、miR-33a、miR-33bの機能をさらに詳細に解明する。
A. SREBP2のイントロンに存在するmiR-33aの各臓器における役割の解明：miR-33aコンディショナル欠損マウスを各種Creマウスと交配し、解析を行う。B. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの脂質代謝における機能解析：miR-33bノックインマウスの病態モデルにおける解析を行う。C. SREBP1のイントロンに存在するmiR-33bの動脈硬化における役割の解明：アポE欠損マウスとの交配を行い動脈硬化形成を評価する。D. miR-33a, miR-33bの生体における個々の機能解析：miR-33a欠損マウスとmiR-33bノックインマウスの交配を行い、miR-33a、miR-33bの有無で、4種類のマウスを作製することにより、各々の機能を生体で明らかにする。現在交配を行い、マウスを樹立している。E. ヒトにおける血中miR-33a,-33bレベルと動脈硬化性疾患との関係の検討：京大病院での倫理委員会で承認済みであり、引き続き症例数を増加させる。

次年度使用額が生じた理由

平成26年度に購入予定であった消耗品（分子生物学キット）の納品を平成27年度に行う予定に変更したため。

次年度使用額の使用計画

今年度は、マウスを多数繁殖して使用する予定である。また、マウスの解析のために、分子生物学キットを昨年度よりも多く使用する予定である。学会発表も積極的に行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] MicroRNA-33a/b in lipid metabolism – novel “thrifty” models. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Horie T, Nishino T, Baba O, Kuwabara Y, Yokode M, Kita T, Kimura T.
  • 雑誌名: Circ J. 巻: 79(2) ページ: 278-84.
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-14-1252.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MicroRNA-451 exacerbates lipotoxicity in cardiac myocytes and high-fat diet-induced cardiac hypertrophy in mice through suppression of the LKB1/AMPK pathway. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara Y, Horie T, Baba O, Watanabe S, Nishiga M, Usami S, Izuhara M, Nakao T, Nishino T, Otsu K, Kita T, Kimura T, Ono K.
  • 雑誌名: Circ Res. 巻: 116(2) ページ: 279-88
  • DOI: doi: 10.1161/CIRCRESAHA.116.304707.
  • 査読あり
• [雑誌論文] MicroRNAs and lipoprotein metabolism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Horie-T, Baba-O, Kuwabara-Y, Yokode-M, Kita-T, Kimura-T, Ono-K
  • 雑誌名: J Atheroscler Thromb 巻: 21 ページ: 17-22
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MicroRNA-33b knock-in mice for an intron of sterol regulatory element-binding factor 1 (Srebf1) exhibit reduced HDL-C in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Horie T, Nishino T, Baba O, Kuwabara Y, Nakao T, Nishiga M, Usami S, Izuhara M, Nakazeki F, Ide Y, Koyama S, Sowa N, Yahagi N, Shimano H, Nakamura T, Hasegawa K, Kume N, Yokode M, Kita T, Kimura T, Ono K.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 4 ページ: 5312
  • DOI: doi: 10.1038/srep05312
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cardiac-specific inhibition of kinase activity in calcium/calmodulin-dependent protein kinase kinase-β leads to accelerated left ventricular remodeling and heart failure after transverse aortic constriction in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Horie T, Nagao K, Kuwabara Y, Baba O, Nishi H, Sowa N, Narazaki M, Matsuda T, Takemura G, Wada H, Hasegawa K, Kimura T, Ono K.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9(9) ページ: e108201
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0108201. eCollection 2014.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Srebf1のイントロンにmicroRNA-33bをノックインしたマウスはHDLコレステロールの減少を示す。 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、中尾哲史、西賀雅隆、宇佐美俊輔、出原正康、中関典子、井手裕也、小山智史、曽和尚也、矢作直也、島野仁、横出正之、北徹、木村剛、尾野亘
  • 学会等名: 若手ワークショップ＠伊香保（転写研究会＆転写サイクル＆転写代謝システム共催）
  • 発表場所: 群馬
  • 年月日: 2015-02-05 – 2015-02-07
• [学会発表] 心血管代謝疾患形成に関与するマイクロRNAの機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江貴裕
  • 学会等名: 第50回高血圧モデル学会学術総会
  • 発表場所: 和歌山
  • 年月日: 2014-12-05 – 2014-12-06
  • 招待講演
• [学会発表] Srebf1のイントロンにmicroRNA-33bをノックインしたマウスはHDLコレステロールの減少を示す。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、中尾哲史、西賀雅隆、宇佐美俊輔、出原正康、井手裕也、中関典子、小山智史、曽和尚也、木村剛、尾野亘
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] MicroRNA-33b Knock-in Mice for an Intron of Sterol Regulatory Element-Binding Factor 1 (Srebf1) Exhibit Reduced HDL-C in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Horie, Tomohiro Nishino, Osamu Baba, Yasuhide Kuwabara, Tetsushi Nakao, Masataka Nishiga, Shunsuke Usami, Masayasu Izuhara, Fumiko Nakazeki, Yuya Ide, Satoshi Koyama, Masayuki Yokode, Takeshi Kimura, and Koh Ono
  • 学会等名: American Heart Association 2014 Scientific Sessions
  • 発表場所: USA, Chicago
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Serum HDL-C decreases in microRNA-33b knock-in mice for an intron of sterol regulatory element-binding factor (Srebf1). (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Horie, Tomohiro, Nishino, Osamu Baba, Yasuhide Kuwabara, Tetsushi Nakao, Masataka Nishiga, Shunsuke Usami, Masayasu Izuhara, Takeshi Kimura, Koh Ono
  • 学会等名: 9th Metabolic Syndrome, Type 2 Diabetes and Atherosclerosis Congress (MSDA)
  • 発表場所: Japan, Kyoto
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] MicroRNA-33 deficiency leads to high fat diet- induced obesity and insulin resistance in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Horie, Tomohiro Nishino, Osamu Baba, Yasuhide Kuwabara, Tetsushi Nakao, Masataka Nishiga, Shunsuke Usami, Masayasu Izuhara, Naoya Sowa, Takeshi Kimura, and Koh Ono
  • 学会等名: European Society of Cardiology Congress 2014
  • 発表場所: Spain, Barcelona
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-09-03
• [学会発表] マイクロRNA-33による脂質代謝制御機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江貴裕
  • 学会等名: 第46回 日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] SREBP-2のイントロンに存在するマイクロRNA-33はSREBP-1の発現を制御する。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江貴裕
  • 学会等名: Research PlaNet 2014
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-05-10 – 2014-05-11
• [学会発表] MicroRNA-33 encoded by an intron of sterol regulatory element-binding protein 2 (Srebp2) regulates Srebp1 in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Horie, Tomohiro Nishino, Osamu Baba, Yasuhide Kuwabara, Tetsushi Nakao, Masataka Nishiga, Shunsuke Usami, Masayasu Izuhara, Naoya Sowa, Naoya Yahagi, Hitoshi Shimano, Koji Hasegawa, Noriaki Kume, Masayuki Yokode, Toru Kita, Takeshi Kimura, Koh Ono
  • 学会等名: The 18th International Vascular Biology Meeting (IVBM)
  • 発表場所: Japan, Kyoto
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-17
• [学会発表] SREBP-2のイントロンに存在するマイクロRNA-33はSREBP-1の発現を制御する。 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堀江貴裕、西野共達、馬場理、桑原康秀、矢作直也、島野仁、横出正之、北徹、木村剛、尾野亘
  • 学会等名: 第51回日本臨床分子医学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-04-11 – 2014-04-12
• [備考] 京都大学医学部附属病院循環器内科 心血管疾患分子機構解明グループ
  • URL: http://kyoto-u-cardio.jp/kisokenkyu/metabolic/