日常食生活が非アルコール性脂肪性肝炎からの肝がん発生に及ぼす影響の分子基盤について

立

石敬

東京大学消化器内科

緒介

助教

すれば、その摂取が NASH の進展と肝がんの発生に臨言床医学的な関連をもつ可能性があるといえる。

非アルコール性脂肪肝、脂肪性肝炎（NASH）は食事の西洋化と共に増加しつつあり、経過中、肝細胞癌の発例えばカフェインや、魚脂由来の EPA 摂取が慢性肝生母地となることが知られている。当研究はその肝炎進障害における肝線維化を抑制するという数々の知見があ展を増悪あるいは軽快させうる要因を、脂肪酸のようなるが 3-5)、その分子生物学的基盤は必ずしも明らかになっ日常の食品摂取に関連の深いものに焦点を当て、とくにていない。最近では EPA にとどまらず様々な脂肪酸が肝における遺伝子発現のエピジェネテイクス制御異常の単なる脂質の代謝産物としてではなく、細胞内で様々な観点から検討するものである。この肝への脂肪蓄積からシグナル伝達に寄与していることが明らかになってき起因する病態をエピジェネテイクス制御異常から検討すた。今回の研究では、申請者らが作成した非アルコール1）るという試みは、最近の申請者の報告に基づいている 。

性脂肪肝から肝細胞がんを発症するマウスモデルを用い

申請者はヒストンのメチル化制御に重要な酵素をコードて、その病態に影響を及ぼす因子を検討、とくに肝腫瘍する遺伝子 Jhdm2a を欠損するマウスを作成し、その発生に対する脂肪酸組成の影響に焦点をあてた。

マウスが脂肪肝を含めたメタボリックシンドロームと同様の表現型を示すことを報告した。そしてヒストンのメ実験方法

チル化を含めたエピジェネテイクス制御が生体内での脂１．PIK3CA トランスジェニックマウスの作成

質代謝系遺伝子の発現に重要であることを明らかにし

PI3K シグナリングの異常が代謝や腫瘍形成に関与た。これらの知見と、非アルコール性脂肪肝、脂肪性肝していると報告されているが、とくに肝臓においても炎（NASH）の進展が食生活に相関するという数々の報

PI3K シグナリングの活性分子である PIK3CA の変異が告を考え合わせると、個々人の食生活の嗜好に起因する肝がんにて報告されている。しかしながら PI3K シグナ

代謝臓器におけるエピジェネテイクスパターンの違いがリングの異常が in vivo の肝臓において腫瘍を発生させNASH などの脂肪代謝異常由来の病態に関与する可能性るメカニズム、およびそれに関わる因子については必が考えられる。

ずしも明らかとは言えない。そこで申請者らは変異型

PIK3CA を肝臓特異的に恒常的に過剰発現するトランス

今さら B 型および C 型ウイルス性肝炎、肝硬変が肝細胞がんの発生母地であることは言をまたないが、ジェニック（TG）マウスを作製した。

NASH などの非ウイルス性肝障害も肝細胞がんの危険因

２．PIK3CA トランスジェニックマウスの解析子となることが示されている。驚くべきことに、当科症

肝組織所見、血清 ALT 値、肝組織トリグリセライド例を用いた臨床疫学的検討により、内臓脂肪の量および濃度、肝組織中脂肪酸濃度を野生型と比較した。肝組織

Body mass Index が NASH からの肝細胞がん発生に有意及び腫瘍部の各種遺伝子発現も real time RT-PCR で評に相関することが明らかとなった 2）。つまり全身の栄養価した。in vitro での腫瘍形成能の評価法として正常肝代謝状態が NASH およびその後の肝細胞がん発生に深細胞による colony formation assay の解析も行った。

く関わる可能性がある。一方では NASH においては肝３．組織中の脂肪酸定量および脂肪酸分画組成の測定

内の持続性炎症が発がんに重要であるという基礎科学的ガスクロマトグラフィー法を用い、肝腫瘍部と非腫瘍検討も報告されている。考え合わせると、肝臓内の脂肪部との脂肪酸を測定した。

組成、あるいは炎症の程度に影響を及ぼす食品があると1

立結石敬介した（図２）。このマウスの肝腫瘍組織と非腫瘍部での果PI3K シグナリングの活性化を比較すると、腫瘍部にお１．PIK3CA トランスジェニックマウスの肝におけるいてより強いシグナリングの活性化がみられていた。ま

脂肪代謝異常本マウスは通常食でも 4 週令から脂肪肝を呈し（図１）

た遺伝子発現を比較すると Pten、Xpo4、Dlc1 などの肝肝トリグリセライドの高値を示した。その TG 肝におい臓における腫瘍抑制遺伝子の発現低下が認められた。こて脂肪合成にかかわる Pparg とその下流分子の発現上の PTEN の発現低下が腫瘍部にて見られた PI3K のより昇を認めたことから、この脂肪肝は Pparg シグナリン強い活性化に寄与している可能性が考えられた。またこグの亢進による肝脂肪合成の増加が寄与していることがれらのがん抑制遺伝子の発現低下がこのマウスにおける示唆された。

肝腫瘍発生の一因である可能性が示唆された。

２．PIK3CA トランスジェニックマウスの肝腫瘍形成

３．PIK3CA トランスジェニックマウスの肝腫瘍におけるTG マウスは週令とともに肝内に炎症所見を呈し、ま脂肪酸組成異常

た生後一年で 90％以上のマウスに肝腫瘍が発生、その一方で腫瘍部と非腫瘍部の脂肪酸含有量を比較した

うち 10％の腫瘍が肝細胞がんに至るという表現型を呈WT

ところ、明らかに腫瘍での総脂肪酸濃度が増加していWTTG

図１

TG

図1

生後 24 週齢における肝臓野生型（WT）と比べてトランスジェニックマウス（TG）では明らかな肝内の脂肪蓄積がみられる。
脂肪酸（μg/g）
脂肪酸(μg/g)
非腫瘍部
非腫瘍部

**＊＊

腫瘍部
腫瘍部

00100000100000
図３

図２300000

300000肝臓内の脂肪酸定量

図3

トランスジェニックマウスに生じる腫瘍部では非腫瘍部と比べて生後 52 週齢におけるトランスジェニックマウス肝臓有意に脂肪酸含量が増加している。

肝臓は多発する腫瘍にてほとんど置き換えられている。

図2200000

2000002

日常食生活が非アルコール性脂肪性肝炎からの肝がん発生に及ぼす影響の分子基盤についてた ( 図３)。さらには分画組成を比較したところ、腫瘍ジェネティクス抑制などの二次的な要因が重要であるこ部において有意に一価の不飽和脂肪酸群の一部が増加しとが示唆された。ていることが明らかとなった。これらの脂肪酸プロファイルが肝腫瘍発生に及ぼす影響を in vitro の実験にて検考察討した。面白いことに in vitro の PIK3CA の過剰発現でエピジェネテイクスによる転写制御としては、プロは上記の腫瘍抑制遺伝子の発現低下は見られなかった。

モーター領域の DNA のメチル化修飾と、ヒストンのアまたソフトアガーを用いたコロニー形成能の検討でもセチル化、メチル化、リン酸化、ユビキチン化などの翻in vitro の PIK3CA の過剰発現だけでは腫瘍形成能はみ訳後修飾が大きな役割をもつ。2006 年に JmjC ドメイられなかった。一方、腫瘍部で増加していた脂肪酸のうンがヒストン脱メチル化活性を司ることが初めて発見さ

ち、オレイン酸の投与にて腫瘍抑制遺伝子群の発現低下れ、ヒストン修飾機構がいずれも可逆性を有することが誘導された。そればかりでなく、オレイン酸添加によが明らかとなった。同時にこれはいわばヒストンの修飾りコロニー形成能が肝細胞において誘導されることを見状態が細胞核内において合目的的にそして動的に制御さ出した（図 4）。これらの知見は、オレイン酸のようなれている可能性を示唆するものであった。現在ではそれ脂肪酸が、がん抑制遺伝子の発現に影響し、ひいては肝ぞれのヒストン修飾状態が互いに影響を及ぼしあうこと細胞の腫瘍形成に促進的に働きうることを示唆するもの

で、遺伝子発現の制御機構のさらなる多様性を実現しうであった。最後にオレイン酸によるがん抑制遺伝子の発ることも明らかにされつつある。こうした多様なヒスト現調節にヒストン修飾変化を介したエピジェネティクス

ン修飾の変化により紡ぎ出される遺伝子発現の変化が、機構が関与しているかどうかを検討した。in vitro での複雑な生体機能への適応を可能とする一手段なのであろ

オレイン酸投与によるいくつかのがん抑制遺伝子の発現うと推察される。逆にいえば、ヒストン修飾機構の破綻低下は、ヒストン脱アセチル化酵素の阻害剤である TSAは生体内において様々な病態を引き起こす可能性がある

および、ヒストン H3K9 のメチル化酵素である G9a ののかもしれない。

阻害剤である BIX01294 の投与においてその程度が減

最近、ヒストン修飾酵素のコード遺伝子の変異ががん弱することが明らかとなった。このことはオレイン酸にで見つかり、その機能異常と腫瘍形成の関連について多よるがん抑制遺伝子の発現調節においてヒストン脱アセくの研究がなされつつある。また腫瘍発生における細胞チル化および、ヒストン H3K9 のメチル化などが関与

内代謝変化の果たす役割についてもその重要性は高まるしていることを示唆していた。PI3K シグナルの異常亢ばかりである。一方現時点では少なくともヒストン修飾

進に伴う脂肪肝からの腫瘍形成には脂肪酸によるエピ制御異常と代謝異常、さらには腫瘍発生との三者の相互

脂肪酸 -脂肪酸 +脂肪酸＋脂肪酸−

図4

図4

肝細胞のコロニー形成能

オレイン酸の添加により肝細胞のコロニー形成能が増強される。
3立

石

敬

関係を in vivo での解析を含む形で検討した論文は見当介を示唆した。

たらない。しかしながら臨床医学においては、非ウイルス、非アルコール性の内臓肥満に伴う肝腫瘍発生はひと謝

辞

つの大きな命題であり、今回の研究がその分子生物学的本研究を遂行するにあたり、財団法人三島海雲記念財背景にもひとつの手がかりとなりうることも期待され団による研究助成を賜りましたことを深く感謝申し上げる。

ます。

要約文献

PIK3CA トランスジェニックマウスの解析から、PI3K

1)

Tateishi K, et.al. Nature 2009; 458(7239):757.

シグナルの異常亢進に伴う脂肪肝からの腫瘍形成に脂肪2)Ohki T, et. al. Gut . 2009;58(6):839.

3)

Ruhl CE, et. al. Gastroenterology 2005,129:1928,

4)

Ruhl CE, et. al. Gastroenterology 2005,128:24.

5)

Ishii H, et.al. J Hepatol . 2009,50:562.

酸という二次的な要因が重要であることを見出した。このことは食生活からも起因する栄養状態の変動が腫瘍形成あるいは進展などに対する二次的な要因となる可能性

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