グルカゴン応答性メチル化酵素を介した肝糖新生・肝がん促進メカニズムの解明

阐明胰高血糖素反应性甲基转移酶介导的肝糖异生和肝癌促进机制

• 批准号: 22H03131
• 负责人: 松本 道宏
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: National Center for Global Health and Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03131/
• 关键词: メチル化酵素; グルカゴン; 肝糖新生; 肝細胞癌; 遺伝子転写; ２型糖尿病; 癌抑制分子

先行研究において、グルカゴンにより遺伝子発現が誘導されるメチル化酵素SETXの肝臓特異的欠損により、肝糖新生系酵素遺伝子の発現抑制を介して糖尿病モデルマウスの高血糖が改善すること、同時に肝がんも抑制されることが明らかになった。前者はアセチル化酵素GCN5の機能抑制を、後者は癌抑制遺伝子産物p53の活性化を介することも示唆された。本研究では、SETXが慢性的なグルカゴンシグナルの亢進により活性化され、肝糖新生を活性化すると共に、肝がん形成も促進する可能性を検証し、そうであれば分子メカニズムを明らかにすることを目指している。またSETXの欠損による肝がんの治療の可能性も検証する。本年度は、肝臓におけるSETXタンパクの発現調節機構の解析に供する3×FLA-SETXヘテロノックイン(KI)マウスを樹立した。SETXの強発現が、活性依存的にグルカゴン応答性の糖新生系酵素遺伝子の発現を増加させ、糖新生の促進を介して血糖値を上昇させることを見いだした。またAAVベクターを用いてSETXを肝臓に強発現させ、がん発症への影響の検討にも着手した。SETXの機能調節におけるPKAによるリン酸化の意義を検証するため、その非リン酸化型/恒常的リン酸化型変異体を発現するKIマウスを樹立した。相互作用・翻訳後修飾解析などからGCN5がSETXによりモノメチル化される基質であることをメチル化部位と共に明らかにした。またメチルの意義を検討するため、非メチル化変異体GCN5KRを発現する各種ベクターならびにKIマウスの作製に着手した。SETXによるp53のメチル化が肝がんに与える影響を明らかにするために、非メチル化型ｐ53(p53KR) KIマウスを作製し、その検証に着手した。また肝がんに対するSETX抑制の治療効果の検証のため、薬剤誘導性肝臓特異的SETX欠損マウスの作製にも着手した。

此前的研究表明，肝脏特异性的甲基转移酶SETX（其基因表达由胰高血糖素诱导）的缺乏，可以通过抑制肝糖异生酶基因的表达来改善糖尿病模型小鼠的高血糖，同时抑制肝癌。它将完成。也有人提出，前者是通过抑制乙酰转移酶GCN5的功能介导的，后者是通过激活抑癌基因产物p53介导的。在这项研究中，我们将验证SETX是否被长期增强的胰高血糖素信号传导激活，激活肝脏糖异生，并促进肝癌形成，如果是这样，阐明分子机制，这就是我的目标。我们还将研究治疗因 SETX 缺乏而导致的肝癌的可能性。今年，我们建立了3×FLA-SETX异基因敲入（KI）小鼠，用于分析肝脏中SETX蛋白表达的调控机制。我们发现SETX的强表达以活性依赖性方式增加胰高血糖素响应性糖异生酶基因的表达，并通过促进糖异生来增加血糖水平。我们还使用 AAV 载体在肝脏中强烈表达 SETX，并开始研究其对癌症发展的影响。为了研究 PKA 磷酸化在 SETX 功能调节中的重要性，我们建立了表达 SETX 非磷酸化/组成型磷酸化突变体的 KI 小鼠。通过相互作用和翻译后修饰分析，我们发现 GCN5 是 SETX 及其甲基化位点单甲基化的底物。此外，为了检查甲基化的重要性，我们开始构建表达非甲​​基化突变体GCN5KR的各种载体和KI小鼠。为了阐明SETX诱导的p53甲基化对肝癌的影响，我们生成了未甲基化的p53（p53KR）KI小鼠并开始验证。为了验证SETX抑制对肝癌的治疗效果，我们还开始制备药物诱导的肝脏特异性SETX缺陷小鼠。

项目成果

グルカゴン応答性メチル化酵素SETXはGCN5を介して肝糖新生を制御する

胰高血糖素反应性甲基转移酶 SETX 通过 GCN5 控制肝糖异生

• 发表时间: 2022
• 作者: 松本道宏;松川隼也;長沼孝雄;満島勝
• 通讯作者: 満島勝

グルカゴン誘導性長鎖ノンコーディングRNAの血糖調節における役割の解明

阐明胰高血糖素诱导的长非编码RNA在血糖调节中的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: 長沼孝雄;松川隼也;満島勝;松本道宏
• 通讯作者: 松本道宏

グルカゴン応答性メチル化酵素SETXのアセチル化酵素GCN5を介した肝糖新生制御機構

通过胰高血糖素反应性甲基转移酶 SETX 的乙酰转移酶 GCN5 调节肝糖异生

• 发表时间: 2022
• 作者: 松川隼也;長沼孝雄;満島勝;松本道宏
• 通讯作者: 松本道宏

グルカゴン応答性メチル化酵素SETXはアセチル化酵素GCN5を介して肝糖新生を制御する

胰高血糖素反应性甲基转移酶 SETX 通过乙酰转移酶 GCN5 控制肝糖异生

• 发表时间: 2022
• 作者: 松川隼也;長沼孝雄;満島勝;酒井真志人;春日雅人;松本道宏
• 通讯作者: 松本道宏

グルカゴン応答性メチル化酵素SETXはGCN5のメチル化を介して肝糖新生を制御する

胰高血糖素反应性甲基转移酶 SETX 通过 GCN5 甲基化控制肝糖异生

• 发表时间: 2023
• 作者: 松川隼也;長沼孝雄;満島勝;松本道宏
• 通讯作者: 松本道宏