国内研究者論文詳細

抄訳

我々は植物（湿原や草原の花を中心として）と同調査域の昆虫に生息する嫌気性菌の微生物生態に関して研究を行っている。
これまでに尾瀬湿原の花から新種の嫌気性乳酸菌Lactobacillus ozensisとLactobacillus floricolaを単離・報告してきた。
長野県の野々海高原は人里離れた湿原で、貴重な生態系が存在することから、許可を得て経年的に調査を行っている。
野々海高原に生息する花や昆虫の微生物叢を調査する過程で、草食性（雑食）のヒメギスに由来する腸内細菌叢を解析した結果、未記載種の乳酸生成菌を単離した。
16S rRNA遺伝子解析の結果、既知細菌種との相同性が96％台と低く、かつ近縁種にはない形態的な特徴（黄色を呈するなど）や生化学的特徴を有していたことから、新種 Lactobacillus metriopteraeを提唱した。メタ16S rRNA遺伝子の解析結果から、本細菌はヒメギス腸管細菌叢の18～78%を占める最優占種であることが判明した。
今後、ヒメギス腸内における本新種の生理学的な役割の解明が期待される。

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細胞内でいかに多様なアクチン線維構造が生み出され、異なる動態を示すかについては多くの謎が残されている。以前われわれが報告したように、フォルミンファミリーはアクチン線維端に結合したまま連続的に線維を伸長するとともに、線維の二重らせん構造に沿って回転する。今回、フォルミンファミリーの１つmDia1がそれ自身と線維の反対端が固定されるとアクチン線維のねじれを緩める力を発生し、アクチン脱重合因子コフィリンによる線維切断を抑制することを見出した。コフィリンはアクチン線維のねじれを30％増強することが知られている。培養細胞では、細胞構造につなぎとめられるタイプのmDia1の活性型変異体（ΔC63）を過剰発現すると、アクチン線維の寿命が延長し、コフィリンへの結合が減弱することが判明した。さらに電子顕微鏡を用い、mDia1が生むトルクがアクチン線維のらせんピッチ長を延長することを可視化することに成功した。本研究は、線維のねじれを介して遠距離にある分子の働きを変えるユニークなしくみを明らかにするとともに、多様なアクチン構造が細胞内で共存しながら作動するメカニズムの解明に向け、新たな枠組みを提供する。

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心筋ミオシン結合タンパク質C（cMyBP-C）の遺伝子変異は、家族性肥大性心筋症の主因のひとつである。cMyBP-Cは、心筋サルコメア内のC-ゾーンと呼ばれる領域に局在し、クロスブリッジ制御を介して心機能を調節すると考えられているが、そのメカニズムには不明な点が多い。今回我々は、新規のcMyBP-C結合タンパク質として、心筋サルコメアの形成・維持に必須のアクチン調節因子であるフォルミンFhod3を同定した。cMyBP-Cの心臓特異的なN末端Ig様ドメインが、Fhod3の心臓特異的なN末領域と直接相互作用していた。cMyBP-Cとの結合領域を欠いた非心筋型Fhod3バリアントはC-ゾーンに局在できないこと、逆に心筋型Fhod3バリアントがcMyBP-C欠損マウスのC-ゾーンに局在できないことから、本相互作用がFhod3のC-ゾーンへの局在を決定していると考えられた。cMyBP-C欠損マウスにおける心筋症様の表現型は、Fhod3の過剰発現によって増悪し、逆にFhod3タンパク質レベルの低下により部分的に改善されたことから、Fhod3が正しい部位に局在できないcMyBP-C-欠損の状態下ではFhod3が心機能に有害な作用を及ぼすことが示唆された。以上より、Fhod3はcMyBP-Cとの直接結合を介して心機能の制御に関わると考えられる。

抄訳

リンは生体内で多様な作用を有しており、血中リン濃度は一定の範囲に維持されている。線維芽細胞増殖因子23(fibroblast growth factor 23: FGF23)は骨により産生されるリン調節ホルモンで、腎近位尿細管リン再吸収と、血中1,25-水酸化ビタミンD濃度の低下を介する腸管リン吸収の抑制により、血中リン濃度を低下させる。過剰なFGF23活性により、いくつかのFGF23関連低リン血症性くる病・骨軟化症が惹起されることが明らかにされた。特に、phosphate-regulating endopeptidase homolog, X-linked (PHEX)遺伝子不活性型変異によるX染色体優性低リン血症性くる病(X-linked hypophosphatemic rickets: XLH)は、遺伝性低リン血症性くる病の中で最も頻度の高い疾患である。リン製剤と活性型ビタミンD製剤が、現状ではXLH等に対し使用されている。しかしこれらの治療には、有効性や有害事象の点で、限界があることが知られている。そこでFGF23の活性阻害が、XLH等に対する新たな治療法となるかどうかが検討されている。特に、FGF23活性を阻害するモノクローナル抗体は、FGF23関連低リン血症性疾患に対する新規治療として有望視されている。

追記
本論文執筆後の2018年に、抗FGF23抗体はEuropean Medicines Agency(EMA)、およびFood and Drug Administration(FDA)からXLHに対し認可された。

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腸管出血性大腸菌（以下、EHEC）は溶血性尿毒素症候群などの重症例を伴う感染症を引き起こす、臨床上重要な病原性細菌である。EHECの多くは、宿主細胞への感染に直接に関与する３型分泌装置をコードするLEEと呼ばれる病原性遺伝子群をもつ。このLEEの発現が活性化するとき、べん毛をコードするべん毛遺伝子群の発現が抑制される。この遺伝子発現制御の意義は、宿主細胞への感染の際、宿主側の免疫系を活性化するべん毛の発現を抑制することで、免疫系の誘導を回避することにあると考えられる。本研究は、低分子RNAであるEsr41が、LEEの主要な転写活性化因子をコードするlerを転写後段階で抑制すること、lerの転写活性化因子をコードするpchの転写を間接的に抑制することでLEEの発現を抑制し、EHECの宿主細胞への接着性を低下させることを示した。さらに、Esr41がべん毛特異的シグマ因子をコードするfliAの転写を間接的に活性化させることで、べん毛遺伝子群の発現を上昇させることを示した。これらの結果は、LEEとべん毛遺伝子群間における逆相関の発現制御においてEsr41が重要な役割を担うことを示唆する。

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　オステオポンチン（OPN）は、細胞の接着や運動の制御により、癌をはじめとする様々な疾患の増悪に関わる糖タンパク質である。OPN は5か所のO-結合型糖鎖付加部位に加え、40か所以上のリン酸化部位をもつ。これまでOPNの生物学的活性は、糖鎖やリン酸化により調節を受けると考えられてきたが、直接的な証拠は得られていない。それゆえ、OPNのO-結合型糖鎖修飾とリン酸化修飾、接着活性の3者の関係については不明である。
　本研究では、部位特異的にO-結合型糖鎖をもつOPN変異体を用いて、それらの関係について詳細な検討をおこなった。その結果、1) OPNのO-結合型糖鎖が部位特異的に細胞接着活性およびリン酸化に影響を与えること、2)リン酸化レベルとO-結合型糖鎖の数、接着活性は必ずしも相関しないこと、が明らかとなった。これらの結果は、O-結合型糖鎖によるOPN機能およびリン酸化の新たな調節メカニズムを示唆するものである。

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哺乳類胚では胚盤胞期胚において最初の分化として二つの細胞集団、すなわち内部細胞塊 (ICM)と栄養外胚葉 (TE)への特徴づけが行われる。げっ歯類モデルでは、胚割球をTEに導く制御因子としてTEA domain transcription factor 4 (TEAD4)が重要な役割を果たすことが広く知られている。しかし、ウシ胚ではTEAD4の役割は不明である。本研究ではまず、ウシ胚盤胞期胚におけるTEAD4発現はmRNAとタンパク質の両方のレベルでICMと比べてTEで高いという部位優勢な発現様式を確かめた。そして、TEAD4遺伝子発現抑制 (knockdown: KD)により、TE分化関連遺伝子、CDX2、GATA2、CCN2の発現レベルが対照区と比較し有意に低下することを見出した。次いで、下方制御された遺伝子の中で最も大きく発現を低下させていたCCN2に着目し、ウシ胚においてCCN2 KDを試したところ、CDX2、GATA2、TEAD4の発現レベルが対照区と比べ有意に低下した。さらに、CCN2 KD胚では対照区と比べ、ICMに対するTEの細胞数比が減少していた。以上より、CCN2がTEAD4の制御を受けること、ならびに、これら二因子の相互的な制御が、胚盤胞期胚の適切な遺伝子発現の制御を介してTE細胞分化に重要な役割を果たすことが明らかになった。

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FDA，EMA及びMHLWが発出している生体試料中薬物濃度分析法のバリデーションに関するガイドライン／ガイダンスには，フルバリデーションの評価項目は詳しく記載されているが，パーシャルバリデーションの詳細は殆ど記載されていない。そのような中で，著者らはJapan Bioanalysis Forum（JBF）の活動の一環として，2012年から2014年にかけて製薬企業やCROに在席するメンバーで構成された3つのディスカッショングループを結成し，日本におけるLC-MS/MSを用いた低分子の生体試料中薬物濃度分析で考え得るパーシャルバリデーション項目に焦点を当てて議論を行った。この論文では，各種分析法の部分変更に対するフルバリデーション又はパーシャルバリデーションの必要評価項目について，著者らの経験およびJBFシンポジウムの参加者と行った意見交換を基に導き出した見解並びに推奨内容を紹介する。なお，本論文はJBFの総意を代弁するものではなく，執筆段階の著者の意見である。

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周産期の低酸素虚血性イベント（HIE）は、小児麻痺（CP）の原因のひとつである。プロゲステロンは脳内で合成され、プレグナノロンをはじめとするニューロステロイドに転換されて神経保護作用を示すことが知られている。われわれは、妊娠中に胎盤で合成されたプロゲステロンが胎児脳に保護的に働いていると推定している。今回ラットHIEモデルを用い、出生後のプロゲステロン投与がその後の協調運動障害の発生を阻止するか検討した。妊娠18日の母獣の子宮動脈を30分間駆血した。その後、自然分娩した新生仔にプロゲステロン（PD1-9,　0.1mg/day）を投与したところ、 PD50におけるロタロッドスコア（運動能）は正常対照と同等のレベルにまで回復していた。プロゲステロン投与中にオリゴデンドログリアが正常化し、投与終了後に軸索形態と神経細胞数が徐々に正常化していた。出生後のプロゲステロン投与がCP発生を予防する可能性が示された。

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磁気共鳴画像(MRI)を用いると組織内の微量な脂肪を検出できる。この技術を悪性腫瘍の化学療法後の評価に応用した研究は少なく、予後への影響は検討されていない。我々は、大腸癌肝転移病巣では化学療法後に腫瘍内脂肪が高頻度に検出されることを発見し、さらに、その頻度や臨床的意義を検討した。大腸癌肝転移があり、術前化学療法・根治切除手術が行われた59名の患者を対象に、肝MRI(dual-echo法)を撮像したところ、腫瘍内脂肪は化学療法前では0%、化学療法後では54％で検出された。多変量解析では、独立した予後不良因子として、１5個以上の肝転移、２12％以上の脂肪含有率、３65歳以上の年齢、４治療効果判定(RECIST 1.1法)で進行ないし安定、が残った。まとめると、大腸癌肝転移の化学療法後には頻繁に腫瘍内脂肪が検出され、一定以上の脂肪量は予後不良因子である可能性が示された。本結果は、大腸癌肝転移の適切な治療効果判定や治療の個別化に役立つ可能性がある。

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バソプレシン（AVP）は、視床下部視索上核および室傍核に存在する巨細胞性神経分泌細胞で合成され、下垂体後葉の神経終末から血中へと分泌される。これまでに、ムスカリン受容体がAVPの分泌を促進性に調節する可能性が示唆されており、また、視床下部ではM2ムスカリン受容体サブタイプが多く発現していることも報告されている。本研究では、同サブタイプを介したAVPの分泌調節機構について明らかにする目的で、M2サブタイプを欠損したマウスを用いてAVPの合成・分泌能を検討した。視床下部におけるAVPの免疫陽性細胞数を野生型と欠損型で比較すると、室傍核では両者の間に差は認められなかったが、視索上核では欠損型で有意に低下していた。また、欠損型では血中AVP濃度が野生型と比較して有意に低下しており、飲水量および排尿量は有意に増加していた。これらの結果は、M2ムスカリン受容体サブタイプが視索上核におけるAVPの合成・分泌を促進性に調節することにより体液量の恒常性調節に関与することを示唆している。

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細菌は、ペプチドグリカンを構成するD-アラニンやD-グルタミン酸以外の多様なD-アミノ酸（非標準的D-アミノ酸）を生合成している。これらはペプチドグリカン代謝やバイオフィルム解体などにおいて重要な役割を担っており、多様な環境変化に適応するための機能分子と考えられている。したがって、非標準的D-アミノ酸の生合成経路を理解することは重要である。本論文で我々は、大腸菌が有する2つのシスタチオニンβ-リアーゼ (MetC、MalY) が非標準的D-アミノ酸合成能を有することを明らかとした。さらに、MetCはD-およびL-セリンに対するデヒドラターゼ活性を有することを新たに発見した。興味深いことに、MetCのアラニンラセマーゼ活性、システインリアーゼ活性、セリンデヒドラターゼ活性は、同程度の強さであった。したがって、シスタチオニンβ-リアーゼは、異なる3つの活性を有する多機能酵素であり、L-メチオニンの生合成経路に関与するだけでなく、非標準的D-アミノ酸の生合成やセリン代謝にも関与している可能性が示唆された。

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膵神経内分泌腫瘍(PanNET)では、高頻度にDAXX遺伝子変異、蛋白欠失が認められる。DAXXは転写抑制因子として知られているが、PanNETにおける意義には不明な点が多い。我々は臨床検体を解析し、DAXX蛋白の低発現症例が非機能性、Ki-67高値、G2に多く、その33.3%に遺伝子変異を検出することを明らかにした。さらにゲノム編集にてDAXX遺伝子をノックアウト(KO)したヒトPanNET細胞株を作成し、microarray及びクロマチン免疫沈降法にて標的遺伝子を探索した結果、DAXX/H3.3/H3K9me3経路により直接転写抑制される標的遺伝子STC2を同定した。DAXX-KO PanNET細胞ではスフェア形成能が亢進したが、その効果はSTC2ノックダウンにより解除された。マウス腫瘍モデルでは、DAXX-KOにより造腫瘍能が亢進しSTC2蛋白高発現を認めた。臨床的には、DAXX低発現かつSTC2高発現症例で有意に再発率が高かった。DAXX低発現と標的分子STC2高発現の組み合わせはPanNETの再発バイオマーカーであり、治療標的となる可能性が明らかとなった。

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Glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH)は、酸化的ペントースリン酸経路の最初の反応を触媒しNADPH合成を担っている酵素で、植物の葉緑体ではレドックス制御（酸化型が活性化する）を受けることが知られている。窒素固定型シアノバクテリアでは、G6PDHは窒素固定反応を触媒するニトロゲナーゼへの還元力供給において重要な役割を果たしており、その活性化因子であるOpcAの存在下で基質に対して高い親和性を示す。窒素固定型(ヘテロシスト形成型)シアノバクテリアAnabaena sp. PCC 7120でも、G6PDH活性がレドックス制御を受けていることが報告されているが、これまで、その分子機構は不明であった。今回の研究では、チオレドキシンがOpcAのレドックス状態を変化させることでG6PDHの活性が調節されることを明らかにし、制御に関わるOpcAのCys残基を特定した。また、OpcAのレドックス状態が光照射だけでなく窒素源にも影響されることを明らかにし、窒素欠乏下では窒素固定に必要な還元力を供給できるよう制御されている可能性があることを示した。

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我々は以前、前立腺を刺激せずに脂質代謝に有益な効果を有する選択的アンドロゲン受容体(AR)修飾剤S42を同定した。S42はDHT刺激下のAR転写活性化を抑制することから、今回、S42の前立腺癌細胞増殖に対する影響を検討した。S42はAR陽性前立腺癌細胞LNCaPおよび22Rv1の基礎あるいはDHT依存性の細胞増殖を顕著に抑制したが、AR陰性PC-3細胞でもわずかに同様の現象を観察した。S42はTUNEL法でアポトーシスを誘導せず、BrdUの取り込み（細胞分裂）を有意に抑制した。S42は前立腺癌細胞における成長因子誘導性のErk-MAPKのリン酸化を抑制した。一方、DHTはERK-MAPKの発現を増加させたが、これもS42によって阻害された。S42はDHT誘導性に増加したAR、IGF-1受容体（IGF-1R）およびインスリン受容体（IR）のタンパク質発現も抑制した。S42はLNCaP細胞をヌードマウスへ播種し作成した腫瘍の増殖も有意に抑制し、腫瘍組織内のPSA、P504S、Ki67およびリン酸化ERK-MAPKの発現を減少させた。結論として、S42は増殖関連受容体(IGF-1R、IR、AR)の発現阻害やERK-MAPKの活性化抑制を介して前立腺癌増殖を抑制する。S42は前立腺癌治療の有用な候補物質となり得る。

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Phosphatase of regenerating liver（PRL）は悪性度の高いがんで高発現しており、積極的にその悪性化を促進する。これまでの研究からMg²⁺輸送との関連が示唆されてきたが、その重要性は不明だった。培養細胞の培地からMg²⁺を除去すると、PRLのタンパク質量が顕著に増加した。このときPRLをRNAiにより発現抑制すると、細胞内Mg²⁺量が著しく減少して細胞死が起こった。このMg²⁺枯渇応答性のPRL増加の仕組みを調べたところ、PRL遺伝子の転写レベルでの調節が主因であることが分かった。この遺伝子発現誘導は転写因子STATの活性化によるものであり、その機能阻害化合物やRNAi発現抑制によってPRL増加はほぼ完全に抑制できた。これらの実験結果から、PRLは環境条件応答性に細胞内Mg²⁺量を調節することが明らかとなり、がん悪性化におけるMg²⁺調節の重要性が示唆された。

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シロアリの腸内には、数百種類の細菌が生息し、複雑な共生系を構築している。
しかし、シロアリ腸内細菌の多くが、培養することが難しい難培養性細菌であることが知られており、これまで培養された細菌は限られていた。
今回、日本に広く生息するヤマトシロアリの腸内から、腸内の群集構造解析で検出されていた乳酸菌の1種を分離することに成功した。
分離株Rs－Y01は通性嫌気性のグラム陽性球桿菌であり、16S rRNA遺伝子配列に基づく分子系統解析からLactococcus属に属し、最も近縁な菌種はLactococcus raffinolactis JCM 5706T（類似度が98.1％）であった。
分離株Rs－Y01は糖発酵性、酵素反応パターンおよび菌体脂肪酸組成などが近縁種とは異なっていた。
以上の結果より、分離株をLactococcus属の新菌種Lactococcus reticulitermitis（基準株Rs－Y01＝JCM 32106）として命名提案した。

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心筋梗塞や脳卒中などの血栓症においては、予防は治療に優る。しかし血栓準備状態を判定できる測定法は2つしかない。Global Thrombosis Test (GTT)とGlobal Parallel-Plate Thrombosis Test である。これらの測定法は、抗血栓剤の薬効モニタリングや新規抗血栓薬剤の開発に有効なだけでなく、野菜や果物および規則的な運動が血栓準備状態に及ぼす効果の検査にも有効である。この総説は、選別された抗血栓性野菜や果物品種および運動が血栓準備状態を改善するとの報告について考察を加えたものである。GTTあるいは Global Parallel-Plate Thrombosis Test を用いた将来の臨床研究により、抗血栓効果をもつ食事および運動による血栓症予防効果がより確かになると考えられる。
 

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背景：甲状腺原発MALTリンパ腫は予後良好な節外性リンパ腫である。目的：至適治療を検討するため長期予後を明らかにする。対象と方法：伊藤病院にて診断されたステージIE又はIIEの限局期MALTリンパ腫107例の後方視的研究。結果：対象は年齢中央値67(範囲28-88)才、男女比1対4。初期治療は放射線治療単独(RT)：58例、化学療法と放射線治療併用(CMT)：48例、化学療法単独(CT)：1例で、全症例で治療が奏功した。この内6例で再発を認めた。5年全生存率及び無イベント生存率は、順に94(95%信頼区間 (CI)：87-97) %、92(95%CI：85-95)%、10年全生存率及び無イベント生存率は、順に91(95%CI：83-95)%、84(95%CI：74-90)%と良好だった。初期治療別では、5年全生存率は、順にCMT群93(95%CI：81-98)% vs RT群94(95%CI：84-98)%、(log rank test：p=0.91)で有意差は認めなかった。有害事象はCMT群では化学療法に由来する好中球減少症、神経障害、便秘、肺臓炎がRT群の有害事象に加えて認められた。甲状腺機能低下症は71例(67％)で治療による差はなかった。結語：甲状腺原発MALTリンパ腫の長期予後は何れの初期治療によっても良好である。

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我々はこれまでに骨代謝におけるAMP kinase (AMPK)の重要性について報告してきた。骨芽細胞におけるAMPK活性化は分化、石灰化を促進するが、骨芽細胞AMPKのin vivoにおける役割については不明な点が多い。本研究では骨芽細胞特異的にAMPKをノックアウト（AMPK-KO）して骨構造解析を行うことにより、骨芽細胞AMPKのin vivoにおける役割について検討した。AMPK-KOは生後から成長障害を認め、海綿骨・皮質骨ともに骨量が有意に低下していた。皮質骨内膜面の骨形成が有意に低下していたのに対し、破骨細胞が有意に増加していた。頭蓋骨、大腿骨から骨芽細胞、未分化骨髄細胞を採取し、real-time PCRにて骨代謝関連遺伝子の発現を検討したところ、Runx2、Osterix、BMP-2などの骨形成関連因子が有意に低下し、ALP、osteocalcin、type 1 collagenの分化マーカーの発現も低下していた。一方、破骨細胞誘導因子であるRANKLは有意に上昇を認めた。AMPK-KOでは骨芽細胞分化障害による骨形成低下とRANKL発現上昇による骨吸収誘導により骨量が低下することが明らかになった。しかたがって、骨芽細胞AMPKは骨形成、骨リモデリングにおいて重要な因子であり、新たな骨粗鬆症治療標的因子である可能性が示唆された。