酸化コレステロールによる生体膜脂質組成の調節を介した代謝性疾患増悪のメカニズム

氧化胆固醇调节生物膜脂质组成介导代谢性疾病恶化的机制

基本信息

批准号：
21K17680
负责人：
有澤琴子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、世界的に動物性食品や加工食品の摂取量の増加が見られ、これらの食品に含まれる酸化コレステロールは、2型糖尿病やNASHなどの疾患との関連が示唆されている。酸化コレステロールは脂質代謝の重要な転写因子であるLXR（Liver X receptor）のリガンドとして知られているが、酸化コレステロールによる細胞毒性が、脂質代謝変化の結果であるのかは明らかではない。本研究は、酸化コレステロールを介した脂質組成の変化が細胞障害を引き起こす可能性を明らかにすることを目的とした。本年度は研究の推進方針を修正し、脂質過酸化と細胞内二価鉄の生成に依存する細胞死形態であるフェロトーシスに注目した検討を行なった。フェロトーシスはNASHやアルツハイマー病など、酸化ストレスが関与する様々な疾患への関与が報告されている。フェロトーシス誘導時に増加する酸化コレステロール分子種を明らかにし、酸化コレステロールの生成がフェロトーシスを促進あるいは抑制し得るか検証した。神経芽腫由来細胞株であるSH-SY5Y細胞にフェロトーシス誘導剤であるerastinを処理し、蛍光プローブを用いて過酸化脂質および脂質ラジカルを測定した結果、脂質ラジカルが過酸化脂質の上昇に追随して増加した。このとき生成する細胞内酸化コレステロールをGC-MSで測定した結果、erastin処理後1時間では酵素的に生成される7α-hydroxycholesterol（7α-OH）が増加し、6時間以降でラジカル依存的に生成する7β-hydroxycholesterolの増加が見られた。薬剤処理初期に増加する7α-OHのフェロトーシスの感受性への影響を検証するため、7α-OHの産生酵素であるCYP7A1をCRISPR-Cas9でノックアウトした細胞を樹立した。現在、CYP7A1ノックアウト細胞のフェロトーシス感受性を検証中である。

近年来，在全球范围内，动物和加工食品的摄入量已经增加，并且这些食物中含有氧化胆固醇与诸如2型糖尿病和NASH等疾病有关。氧化胆固醇被称为LXR（肝脏X受体）的配体，这是脂质代谢的关键转录因子，但尚不清楚氧化胆固醇引起的细胞毒性是否是脂质代谢变化的结果。这项研究旨在阐明通过氧化胆固醇的脂质组成变化可能导致细胞损伤的可能性。今年，我们修订了研究促进政策，并进行了一项研究，重点是铁铁作用，这是一种依赖于脂质过氧化和细胞内二价铁的产生的细胞死亡形式。据报道，铁毒素参与了涉及氧化应激的多种疾病，例如纳什和阿尔茨海默氏病。揭示了氧化的胆固醇分子在肌凋亡诱导期间增加的胆固醇分子物种，并且检查了氧化胆固醇的产生是否可以促进或抑制铁铁霉菌作用。用脂肪毒剂诱导剂Erastin处理神经母细胞瘤衍生的细胞系SH-SY5Y细胞，并使用荧光探针测量脂质过氧化脂蛋白和脂质自由基，并在脂质过氧化物升高后增加脂质自由基。此时，使用GC-MS测量了此时产生的细胞内氧化胆固醇，并在Erastin治疗后1小时增加了酶生成的7α-羟基胆固醇（7α-OH），并观察到6小时后产生7β-羟基胆固醇的自由基依赖性增加。为了验证7α-OH对药物治疗早期增加铁凋亡的易感性的影响，将细胞从CIP7A1（一种7α-OH产生的酶）中敲出，并用CRISPR-CAS9敲出。目前，我们正在研究CYP7A1基因敲除细胞的螺旋病敏感性。