食事中トランス脂肪酸による肝発癌促進機構の解明と予防法の開発

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07383
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 田中 直樹 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (80419374)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長屋 匡信 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 講師 (00718033) ; 中村 浩蔵 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (20345763)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: β-catenin / 小胞体ストレス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、食事中のトランス脂肪酸による肝発癌促進機構の解明を目的としている。
令和元年度は、新たに開発したトランス脂肪酸置換餌・チオアセタミド肝発癌実験系を用いて、定量PCR、ウエスタンブロット、ELISA、免疫染色などで様々な肝発癌促進因子の評価を行った。令和2年度はこれらの解析をさらに進めた。その結果、トランス脂肪酸置換餌を投与すると、炎症（Ccl2, Spp1）や小胞体ストレス（Hspa5, Ddit3）に関連する遺伝子、そしてその下流に存在する癌遺伝子である Myc の発現が亢進することが判明した。これらの発現亢進をウエスタンブロット、免疫染色で確認できた。さらに小胞体ストレスと Myc の発現、肝発癌を結びつけるシグナル伝達経路を解析していくうちに、β-cateninの核内安定化に注目するに至った。小胞体ストレスにより転写因子のRac1が活性化し、β-cateninの発現だけでなく、核内での分解を阻害していると考えられた。これらの結果を踏まえて、現在「食事中トランス脂肪酸→肝細胞での小胞体ストレス増加→Rac1亢進→β-cateninの核内安定化→Mycの亢進→肝発癌」という肝発癌機構を想定している。計画最終年度である令和3年度は、上述の仮説を証明すべく、トランス脂肪酸による肝発癌モデルに小胞体ストレスを軽減させる分子シャペロン（フェニル酪酸、肝臓への移行率を向上させた化学修飾型フェニル酪酸）、Rac1阻害剤、β-catenin阻害剤を共投与する実験を予定している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和2年度の実施計画として挙げた肝発癌ドライバー遺伝子の発現を蛋白レベルで確定でき、小胞体ストレス、Rac1、β-catenin、Mycの連関を発見することができた。これらのデータを踏まえて、次年度の研究の進め方を考えることができた。以上より、現時点では研究は大きな問題なく進行していると判断している。さらに次年度の阻害剤共投与の予備実験も施行できた。

Strategy for Future Research Activity

令和３年度は、小胞体ストレス、Rac1、β-cateninなどの阻害剤を共投与する実験を行うことで、トランス脂肪酸による肝発癌促進機構をさらに明らかにしていきたい。7,12-dimethylbenz(a)anthracene (DMBA) 、streptozotocin＋脂肪食 (STZ-HFD) による肝発癌モデルでも同様の現象が観察されるか、並行して確認していきたい。また細胞実験として、炭素数が等しいトランス脂肪酸、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、またはトランス脂肪酸置換食投与で変化した代謝物・分泌蛋白などを肝細胞、肝癌細胞、マクロファージ、LX2 細胞などの単独・共培養系に投与し、上述の遺伝子、p62/Nrf2 経路、マクロファージの炎症惹起性やLX2細胞の老化促進因子などの解析を進めていく。

Causes of Carryover

当初計画で見込んだよりも動物飼料や試薬の購入が安価で済ますことができたため、次年度使用額が生じた。令和2年度請求額とあわせて、動物、試薬、キット、チューブ、チップなどの消耗品購入に充てる予定である。