2014 Fiscal Year Annual Research Report
肝発癌過程におけるアポトーシスとオートファジーの統合解析と新規治療法の開発
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26253047
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹原 徹郎 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70335355)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
巽 智秀 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20397699)
疋田 隼人 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (20623044)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | オートファジー / アポトーシス / Rubicon |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝細胞株にパルミチン酸(PA)を投与すると、LC3-II及びP62蛋白の蓄積を認め、PAはオートファジー後期段階を抑制した。オートファゴソームとライソゾームの融合を負に制御するRubiconの蛋白量は増加した。またPA投与によりIRE1-JNK及びPERK-CHOP経路を含む小胞体(ER)ストレス蛋白の活性化を伴ってCaspase-3/7活性は上昇し、アポトーシスが誘導された。PA投与時にAtg7を抑制しオートファジーを強力に抑制するとアポトーシスは亢進した。更に、PA投与時にRubiconを抑制するとオートファジーの抑制は解除され、ERストレス蛋白活性化及びアポトーシスは抑制された。
野生型(WT)マウスに高脂肪食を投与すると、1ヶ月後から肝臓でRubicon発現増加を伴うオートファジー抑制を認めた。また、3ヶ月以降でERストレス蛋白活性化、肝細胞アポトーシス亢進及びALT値の上昇を認めた。高脂肪食を１ヶ月摂取させた遺伝子改変マウスに薬剤誘導にてAtg7遺伝子を欠損させオートファジーを抑制すると、肝細胞アポトーシスは亢進し、肝障害が増悪した。また、肝細胞特異的Rubicon欠損マウスを作成し高脂肪食を投与すると、4ヶ月の時点でも同腹のWTマウスに比して肝脂肪滴蓄積は減少しており、肝臓におけるオートファジー抑制及び小胞体ストレス応答は軽減し、肝細胞アポトーシスは抑制され、血清ALT値は有意に低下した。
以上より、過剰脂肪酸はRubicon発現を増加させてオートファジーを抑制し、ERストレス応答活性化を介して肝細胞アポトーシスを誘導した。脂肪酸の負荷に伴って上昇するRubiconによって、オートファジーが抑制され、非アルコール性脂肪肝炎の病態進展に寄与すると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
脂肪酸の負荷はRubicon蛋白の発現増強を介してオートファジーを抑制することを明らかにした。またこのオートファジーの抑制は、肝細胞アポトーシスを誘導して非アルコール性脂肪肝炎の病態進展に関与する可能性も解明できた。非アルコール性脂肪肝炎に対してRubiconの機能抑制を標的としたオートファジー誘導が新規治療法となる可能性も示唆されており、本申請課題はおおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度の結果をもとに以下の検討を行う。
１）高脂肪食モデルでのオートファジー抑制のメカニズムとその意義の検討 Rubiconノックアウトマウスに高脂肪食を負荷し、肝細胞アポトーシスや、肝細胞の脂肪滴の量、肝線維化及び肝発癌率などを検討する。また細胞株に高脂肪食を投与した際にRubicon蛋白が上昇するメカニズムを解明する。またRubiconがリン酸化されることを見出している、そのため昨年度に引き続き、Rubiconのリン酸化部位の同定とリン酸化の意義を検討する。
２）アポトーシスにおけるmitophagyの意義 肝細胞には単位細胞あたり約1,000個のミトコンドリアが存在する。アポトーシス誘導時にはmitochondrial outer membrane permeabilization（MOMP)が生じたミトコンドリアが蓄積し、これが一定の閾値を越えると細胞はアポトーシスを起こすと考えられる。また、上述の事象によりMOMPを生じたミトコンドリアは、内膜にpermeability transition pore（PTP）を形成しROSの産生源になり得ると考えられる。障害を受けたミトコンドリアはオートファジーの一種であるmitophagyにより処理されるが、アポトーシス亢進モデルにおいてmitophagyがどのような意義を持っているのかを解析する。
３）臨床試料を用いた解析 単純性脂肪肝および非アルコール性脂肪肝炎患者の肝生検組織、血清試料を用いて、アポトーシス・オートファジーの評価を関連遺伝子の発現、LC3-II/p62 Rubicon WB、Tunel染色、電子顕微鏡、CK-18 ELISA等にて評価する。
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Research Products
(5 results)
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[Presentation] Increased expression of Rubicon protein by high fat diet suppresses autophagic flux and induces apoptosis by increasing endoplasmic reticulum stress in the pathogenesis of non-alcoholic fatty liver disease2014
Author(s)
Satoshi Tanaka, Hayato Hikita, Yasutoshi Nozaki, Yugo Kai, Tasuku Nakabori, Yoshinobu Saito, Ryotaro Sakamori, Takuya Miyagi, Naoki Hiramatsu, Tomohide Tatsumi, Tetsuo Takehara
Organizer
The 65th Annual Meeting of the American Association for the study of Liver Disease
Place of Presentation
Boston, USA
Year and Date
2014-11-09 – 2014-11-09
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