ホモシステイン代謝異常がCOPD発症に関わる機序の検討

研究同型半胱氨酸代谢异常参与 COPD 发病的机制

• 批准号: 21K16107
• 负责人: 中野 寛之
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Yamagata 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16107/
• 关键词: 慢性閉塞性肺疾患; 呼吸機能; ホモシステイン; メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素; 一塩基多形; COPD; 肺気腫; MTHFR遺伝子

我々はこれまでの疫学研究で、血中ホモシステインが呼吸機能低下と関連していることを示した。また基礎研究で高ホモシステイン血症の状態では小胞体ストレスの増強により、喫煙曝露による肺気腫が増悪することが示され、ホモシステイン代謝が慢性閉塞性肺疾患の病態形成に重要であることが示された。これらの結果を踏まえ、一般住民を対象とした健康診断で呼吸機能検査と採血による遺伝子検査を行い解析を行った。約2700人の対象者から遺伝子のサンプルを収集することができた。メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素（MTHFR）に関わる一塩基多形（SNPs）は7種類検出ができた。それらのアレル頻度はNational library of medicineで公開されている東アジア人のアレル頻度とほぼ同じ傾向を示していた。したがって本研究の母集団については東アジア人の集団として妥当な集団であることが示された。これらのSNPsと呼吸機能検査データとの相関性を検討した。呼吸機能は初回測定後の3-5年後に再検査が行われており、呼吸機能の経年的な変化が追えた対象者は約120人であった。その結果初回の肺活量、一秒量、一秒率といった呼吸機能検査値についてはいずれのSNPsとの関連性を見出すことはできなかった。呼吸機能の変化量の相関について検討を行ったところ、男性の現喫煙者においてrs1476413（Intron Variant）がC/CタイプであるとC/TタイプやT/Tタイプと比べて呼吸機能が有意に低下していた。また基礎研究において、MTHFR遺伝子をノックアウトしたマウスを作成する計画としていたが、C57BL/6系統のマウスにCRISPR-Cas9を用いてMTHFR遺伝子変異を導入した。ジェノタイピングの結果、exon 2に目的の遺伝子が挿入できていることが確認でき、ノックアウトマウスの確立に成功した。

在我们之前的流行病学研究中，我们已经证明血液同型半胱氨酸与呼吸功能下降有关。此外，基础研究表明，在高同型半胱氨酸血症状态下，吸烟引起的肺气肿会因内质网应激增强而加剧，这表明同型半胱氨酸代谢在慢性阻塞性肺病的发病机制中发挥着重要作用。基于这些结果，我们对一般人群进行了健康检查时的呼吸功能检查和血液样本基因检查，并进行了分析。他们能够从大约 2,700 名受试者身上收集基因样本。检测到七种与亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）相关的单核苷酸多态性（SNP）。这些等位基因频率与国家医学图书馆公布的东亚人等位基因频率几乎呈现相同的趋势。因此，本研究的人群被证明是有效的东亚人群。我们研究了这些 SNP 与呼吸功能测试数据之间的相关性。首次测量后 3 至 5 年重新测试呼吸功能，并跟踪大约 120 名受试者呼吸功能随时间的变化。结果，没有发现任何 SNP 与初始肺活量、1 秒容量和 1 秒速率等呼吸功能测试值存在关联。当我们检查呼吸功能变化量之间的相关性时，我们发现，在男性当前吸烟者中，具有C/C型rs1476413（内含子变异体）的人的呼吸功能明显优于具有C/T型或T/T型的人类型正在下降。另外，在基础研究方面，我们原本计划创建MTHFR基因敲除的小鼠，并利用CRISPR-Cas9将MTHFR基因突变导入到C57BL/6品系小鼠中。基因分型结果证实目的基因已插入外显子2，成功建立敲除小鼠。

项目成果

The Incidence and Risk Analysis of Lung Cancer Development in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease: Possible Effectiveness of Annual CT-Screening.

• DOI: 10.2147/copd.s287492
• 发表时间: 2021
• 期刊: International journal of chronic obstructive pulmonary disease
• 影响因子: 2.8
• 作者: Machida H;Inoue S;Shibata Y;Kimura T;Ota T;Ishibashi Y;Murano H;Furuyama K;Yang S;Nakano H;Sato K;Sato M;Nemoto T;Nishiwaki M;Yamauchi K;Igarashi A;Watanabe M
• 通讯作者: Watanabe M

Association between low mean corpuscular hemoglobin and prognosis in patients with exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease.

低平均红细胞血红蛋白与慢性阻塞性肺疾病恶化患者的预后之间的关联。

• DOI: 10.1016/j.resinv.2021.01.006
• 发表时间: 2021
• 期刊: Respir Investig.
• 作者: Sato K;Inoue S;Ishibashi Y;Ota T;Murano H;Furuyama K;Yang S;Machida H;Nakano H;Sato M;Nemoto T;Nishiwaki M;Yamauchi K;Igarashi A;Watanabe M.
• 通讯作者: Watanabe M.

Role of CC Chemokine Ligand 17 in Mouse Models of Chronic Obstructive Pulmonary Disease

CC 趋化因子配体 17 在慢性阻塞性肺疾病小鼠模型中的作用

• DOI: 10.1165/rcmb.2021-0069oc
• 发表时间: 2022
• 期刊: American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology
• 影响因子: 6.4
• 作者: Machida Hiroyoshi;Inoue Sumito;Igarashi Akira;Saitoh Shinichi;Yamauchi Keiko;Nishiwaki Michiko;Nemoto Takako;Otaki Yoichiro;Sato Masamichi;Sato Kento;Nakano Hiroshi;Yang Sujeong;Furuyama Kodai;Murano Hiroaki;Ishibashi Yu;Ota Takahito;Nakayama Takashi;Shib
• 通讯作者: Shib

肺気腫形成にホモシステインが及ぼす影響の検討 Effects of homocysteine on emphysema formation.

同型半胱氨酸对肺气肿形成的影响。

• 发表时间: 2021
• 作者: Ishino Takamasa;Kawashima Shusuke;Tanji Etsuko;Ueno Toshihide;Ueda Youki;Ogasawara Sadahisa;Sato Kazuhito;Mano Hiroyuki;Ishihara Soichiro;Kato Naoya;Kawazu Masahito;Togashi Yosuke;邨野浩義，町田浩祥，中野寛之，佐藤建人，佐藤正道，五十嵐朗，井上純人，柴田陽光
• 通讯作者: 邨野浩義，町田浩祥，中野寛之，佐藤建人，佐藤正道，五十嵐朗，井上純人，柴田陽光

Effect of hyperhomocysteinemia on a murine model of smoke-induced pulmonary emphysema.

• DOI: 10.1038/s41598-022-16767-2
• 发表时间: 2022-07-28
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Nakano, Hiroshi;Inoue, Sumito;Minegishi, Yukihiro;Igarashi, Akira;Tokairin, Yoshikane;Yamauchi, Keiko;Kimura, Tomomi;Nishiwaki, Michiko;Nemoto, Takako;Otaki, Yoichiro;Sato, Masamichi;Sato, Kento;Machida, Hiroyoshi;Yang, Sujeong;Murano, Hiroaki;Watanabe, Masafumi;Shibata, Yoko
• 通讯作者: Shibata, Yoko