網膜代謝変化が網膜病態に与える影響の解析と代謝への介入による治療法開発

分析视网膜代谢变化对视网膜病理的影响及通过代谢干预开发治疗方法

• 批准号: 22K09828
• 负责人: 大学 玲子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K09828/
• 关键词: HMGN1; 網膜機能; 網膜色素上皮細胞; ミトコンドリア機能; 視細胞; 細胞代謝

視細胞は生体で最もATPを必要とする細胞の１つと言われており、状況に応じてATP生産を効率よく実施している。R2-3年度の挑戦的萌芽研究の成果から、核蛋白質HMGN1はエネルギー代謝に関与することが示された。私たちは細胞外フラックスアナライザー（Agilent Technologies社）を用いてHMGN1欠損細胞の呼吸代謝のプロファイリングを行い、核蛋白質HMGN1欠損細胞では、細胞が低酸素および低栄養な状態ではWTに比べて解糖系の活性が高くTCAサイクルの活性が低い傾向があり、細胞が酸素および栄養の十分な状態の場合は解糖系に影響はないがTCAサイクルの活性が低い傾向があることが示された。そこで、ＨＭＧＮ１が影響を及ぼすタンパク質を絞り込むため、ｍRNAを抽出し、RNA-seq解析およびGSEA解析を実施した。その結果、HMGN1KO細胞では、解糖系、TCAサイクル、Oxphos、脂肪生産に関与する遺伝子群、さらにはアミノ酸トランスポーターの遺伝子の一部など幅広い遺伝子群の発現の低下傾向が示され、HMGN1は幅広いターゲットの遺伝子発現制御に関与している可能性が示された。HMGN1KOマウスはWTに比べて優位に網膜電位が低い傾向にある。HMGN1KOマウスの網膜色素上皮（RPE）細胞のみにHMGN1を発現させたHMGN1-HMGN1KOマウスでは網膜電位の回復がみられた。このことから、RPE細胞にHMGN1が発現していることが、視細胞の正常な機能に必要であることが示された。生後4週間からパルミチン酸を多く含む高脂肪食を8週間与えたKOマウスは網膜電位がWTと同等にまで回復した。また、パルミチン酸を培地に加えた場合の呼吸代謝プロファイリングを行ったところ、ミトコンドリアのプロトンリークが回復の傾向を示した。以上の事柄を含めて現在投稿準備中である。

据说感光细胞是体内需要最多 ATP 的细胞之一，它们根据情况有效地产生 ATP。 R2-3 中具有挑战性的探索性研究结果表明，核蛋白 HMGN1 参与能量代谢。我们使用细胞外通量分析仪（安捷伦科技）来分析HMGN1缺陷细胞的呼吸代谢，发现当核蛋白HMGN1缺陷细胞处于缺氧和营养条件下时，它们的糖酵解比WT细胞更活跃。结果表明，TCA循环活性趋于高，TCA循环活性低，当细胞有足够的氧气和营养时，对糖酵解系统没有影响，但TCA活性会降低。周期往往较低。因此，为了缩小受HMGN1影响的蛋白质范围，提取mRNA并进行RNA-seq分析和GSEA分析。结果，HMGN1KO细胞表现出多种基因表达降低的趋势，包括参与糖酵解、TCA循环、Oxphos和脂肪产生的基因，以及一些氨基酸转运蛋白的基因。表明其参与靶基因表达的调控。 HMGN1KO 小鼠的视网膜电位往往明显低于 WT 小鼠。在 HMGN1-HMGN1KO 小鼠中观察到视网膜电位的恢复，其中 HMGN1 仅在 HMGN1KO 小鼠的视网膜色素上皮 (RPE) 细胞中表达。这表明 RPE 细胞中 HMGN1 的表达对于正常的光感受器功能是必需的。从出生后4周开始连续8周喂食富含棕榈酸的高脂肪饮食的KO小鼠，其视网膜电位恢复到与WT小鼠相同的水平。此外，当我们在培养基中添加棕榈酸时进行呼吸代谢分析时，线粒体质子泄漏显示出恢复的趋势。我们目前正在准备发帖，包括以上事项。