# 令和 4 年度東京女子医科大学医学部 - 基礎系教室研究発表会

日 時：令和 4 年 10 月 20 日（木） $9: 45 \sim 12: 40$
開催方式：Zoom
主 催：基礎医学系運営会議幹事会
}

$\begin{array}{rr}\text { 1. 宿主プロスタグランジン E2-EP4 軸によるがんの全身性転移制御機構薬理学助教）瀧田守親 }
\text { 2. 網膜 Müllerグリアにおける転写因子発現と細胞周期の関連性 } & \text { 解会 (生化学助教) 新政信人 }
\text { 学 (神経分子形態学分野) } & \text { 医療練士研修生) 加藤万季 }
\text { 司会 (生理学 (分子細胞生理学分野) 助教) 吉田慶太 }\end{array}$

3. H3K27me3 の減少は GSH 代謝変化を介してグリオーマ細胞の生存を促進する

(病理学（人体病理学・病態神経科学分野）医学研究科 4 年生) 鬼塚裕美司会 (先端生命医科学研究所教授) 清水達也

4. 末梢神経損傷は脳幹のミクログリアの働きを介して視床回路の可塑的改編を誘導する

(生理学（神経生理学分野）准講師）植田禎史

司会（グローバルヘルス助教）有末伸子

5. 家族性不整脈症例における心筋コネキシン 45 変異と疾患特異的 iPS 細胞を用いた機能解析

(統合教育学修センター教授) 西井明子

司会 (微生物学免疫学助教) 飯塚 讓

6. 血清アミノ酸濃度と抑うつ症状との縦断的関連 (衛生学公衆衛生学 (公衆衛生学分野) 助教) 三木貴子司会 (衛生学公衆衛生学 (環境・産業医学分野) 准教授) 蒋池勇太

7. 水中に存在するヒト DNA を用いた個人識別法の検討法医学助教）町田光世司会 (解剖学 (顕微解剖学・形態形成学分野) 講師）横溝智雅

8. 脳神経系疾患の遺伝子解析

(総合医科学研究所准教授) 赤川浩之
## 1. 宿主プロスタグランジンE2-EP4 軸によるがんの全身性転移制御機構

(東京女子医科大学医学部薬理学, ${ }^{2}$ 東京農工大学大学院生命機能科学部門)

瀧田守親 ${ }^{1}$ - 稲田全規 ${ }^{2} \cdot$ 宮浦千里 $^{2} \cdot$ 丸義朗 ${ }^{1}$

〔目的〕プロスタグランジン E2（PGE2）は膜型 PGE 合成酵素 -1（mPGES-1）を介して生成し, 標的細胞の $\mathrm{PGE}$ 受容体サブタイプ $\mathrm{EP} 1$ ～ $\mathrm{EP} 4$ に結合して多様な生理活性を示す。しかし，がんの全身性転移における宿主 PGE2-EP4 軸の役割は不明である。そこでマウス悪性黒色腫 B16メラノーマ細胞を C57BL/6 系マウスに移入するがんの全身転移系を作製し， mPGES-1 遺伝子欠損 （mPGES-1-KO）マウスあるいは EP4 アンタゴニストを用いた解析を行った.〔方法〕(1)がんの全身性転移モデルは B16 細胞をマウスに尾静脈移入して作製した. EP4ア
ンタゴニストは経口投与した. 移入後 18 日目に肺, 肝臓，腎臓を摘出して転移結節数を計数した。 さらに，大腿骨密度を測定し，骨髄上清の PGE2 産生を調べた。新生血管は蛍光イメージングにより可視化した. (2)パラホルムアルデヒド（PFA）で固定した B16 細胞と mPGES1-KOマウス由来の皮膚線維芽細胞の共存培養を行い, 培養上清中の PGE2, 血管内皮細胞増殖因子-A (VEGF-A) および塩基性線維芽細胞増殖因子（bFGF）産生を調べた. (3)固定 B16 細胞上で mPGES-1-KO マウス由来の骨芽細胞と骨髄細胞の共存培養を行い, PGE2 産生と破骨細胞形成を調べた。〔結果〕(1) B16 細胞を移入した野生型マウスでは肺, 肝臓，腎藏，大腿骨に著しい黒色の転移結節が認められたが， mPGES-1-KO マウスあるいは EP4アンタゴニストを投与した野生型マウスでは転移結節数が減少していた。 野生型マウスでは骨転移に伴い,
骨髄中の PGE2 産生と骨破壊の立進が認められたが, mPGES-1-KO マウスでは骨髄中の PGE2 産生が著しく低下しており，骨転移に伴う骨破壊は認められなかった。新生血管の蛍光イメージングにおいて, 野生型マウスでは転移結節の近傍に著しいシグナルが認められたが、 mPGES-1-KO マウスではシグナルの減弱が認められた。 (2)野生型マウス由来の線維芽細胞では固定B16細胞との接着により PGE2, VEGF-A, bFGF 産生が著しく元進したが, mPGES-1-KO マウス由来の線維芽細胞ではこれら因子の産生が抑制された。 (3)野生型マウス由来の骨芽細胞と骨髄細胞との共存培養では固定B16細胞との接着により PGE2 産生が九進して破骨細胞形成が促進されたが，EP4アンタゴニスト処理により破骨細胞形成は抑制された。一方, mPGES-1-KO マウス由来の骨芽細胞と骨䯇細胞との共存培養では PGE2 産生が著しく低下しており, 破骨細胞形成は認められなかった。〔結論〕がん細胞との接着により宿主間葉系細胞の mPGES-1 を介して PGE2 産生が方進し, PGE2 は自己分泌で EP4 受容体に作用して，血管新生と骨吸収の双方を兇進し，がんの全身性転移と骨破壊を促進することが示唆された。

## 2. 網膜 Müller グリアにおける転写因子発現と細胞周期の関連性

(解剖学 (神経分子形態学分野)，眼科）加藤万季

哺乳類のミュラーグリア（MG）の遺伝子発現は，網膜前駆細胞の遺伝子発現と類似しており, 潜在的な増殖,脱分化, 神経再生能力があることを示しているが，これらの役割は不明である。 そこで我々は, MGの増殖, 脱分化を制御するメカニズムを明らかにするため，マウス MG の発生期, 網膜傷害モデルおよび，分散培養を用いて, 転写因子（Pax6，Vsx2，Nfia）および細胞周期制御因子（Cyclin D1，D3）の発現の免疫染色を行い, 生後発達および細胞周期に関連した発現パターンに着目して解析した. In vivo におけるマウスの MGでは, 発生過程で Pax6, Vsx2, Nfia, Cyclin D3 の発現が増加し， Cyclin D1 の発現は減少した. 視細胞の損傷は, Cyclin D1，Cyclin D3 の細胞周期に関連した増加を引き起こすが，Pax6, Nfia，Vsx2 の発現は増加しなかった，分散培養では $\mathrm{P} 10$ マウスの $\mathrm{MG}$ では，細胞周期に伴う Pax6 と Vsx2 の増加が観察されたが，P21 マウスの $\mathrm{MG}$ では観察されなかった．Nfia のレベルは EdU の取り达みと高い相関があり，S 期進行中に活性化されることが示唆された. Cyclin D1 は G1 期で一過性に発現が増加し，S 期に入ってから低下した。一方 Cyclin D3 は G1 期での増加はみられなかったが, $\mathrm{S}$ 期での低下はみられた. 我々は MGにおける細胞周期の進行と網膜前駆細胞制御因子の関連を明らかにし，それが增殖 $\mathrm{MG}$ の運命決定に関与
する可能性を示唆した。

## 3. H3K27me3 の減少は GSH 代謝変化を介してグリ オーマ細胞の生存を促進する

(病理学 (人体病理学・病態神経科学分野))鬼塚裕美

〔緒言〕びまん性正中膠腫 (diffuse midline glioma: DMG）はヒストン遺伝子に変異（H3K27M）を有し，遺伝子発現抑制性のエピゲノム変化である H3K27me3 がゲノムワイドに減少することが特徴的である. 本研究は, DMG での H3K27me3 の減少が，がん細胞の生存に重要な代謝活動を制御するという仮説を検証する。【対象と方法了DMG 細胞株（GDC129）を，ヒストン脱メチル化酵素阻害剤（GSK J4）で処理した際に，ヒストンメチル化の変化と連動する代謝産物をメタボローム解析により評価した。【結果〕GDC129 細胞では，ヒストンメチル化の減少がグルタチオン $(\mathrm{GSH})$ と $\alpha$-ケトグルタル酸 $(\alpha-\mathrm{KG})$ の産生立進と関連していた。同代謝経路の活性化には， エピジェネティックに制御されるグルタミナーゼ 2 （GLS2）が関与していた. GDC129細胞の GSH 産生は GLS2 依存的であり，GSH 合成阻害剤（BSO）は GDC129 細胞のアルキル化剤（テモゾロミド）への感受性を増加させ細胞死を誘導した。【考察】GDC129 細胞では，エピジェネティックな制御を受ける GLS2 が，GSH および $\alpha$-KGの産生を増加させる. GSH 阻害片の結果から, GSH 代謝立進による酸化ストレス耐性の付与が，GDC129 細胞の生存を促進している可能性がある。〔結論〕DMG におけるゲノムワイドな $\mathrm{H} 3 \mathrm{~K} 27 \mathrm{me3}$ の減少は, GSH 代謝を介して細胞の生存を促進する。

## 4. 末梢神経損傷は脳幹のミクログリアの働きを介し て視床回路の可塑的改編を誘導する

(生理学（神経生理学分野)）植田禎史

事故などに伴う四肢の切断や腕神経叢損傷は, 高い頻度で失われた身体部位や，受傷部位とは異なる身体部位に長く続く疼痛を引き起こす。こうした末梢神経の損傷に伴う慢性疼痛は末梢の受傷部位が治瘉しても回復せずに継続することから，中枢神経系の機能障害に原因があると考えられてきた。体性感覚経路の中継核や大脳皮質領域にはホムンクルスとして知られるように特定の身体部位の情報を特定のニューロン集団が表現する体部位再現地図が構築される。これまでの多くの研究から，末梢神経損傷が中枢神経系に神経可塑性を誘導し，体部位再現地図の再構築を引き起こすことが慢性疼痛発現に関わる重要な神経基盤であるとの説が有力視されてきた。体部位再現地図の再構築は入力を失った身体部位領域の縮小と, その周辺の他の身体部位領域の拡張といった形で現れる。しかし, 体部位再現地図の再構築に関わる神経
可塑性が神経回路・シナプスのレベルでどのように制御されているかについて, 詳細なメカニズムにはまだ不明な点が多い，今回マウスのヒゲ体性感覚経路の視床をモデルに, 末梢神経損傷による神経免疫系の活性化, 特に中枢神経系の免疫応答細胞であるミクログリアの働きが視床におけるシナプスの可塑的改編誘導, および受傷後マウスに現れる疼痛に重要な役割を果たすことを報告した近年の成果について共有し, 議論したい.

## 5. 家族性不整脈症例における心筋コネキシン 45 変異 と疾患特異的 iPS 細胞を用いた機能解析

('統合教育学修センター, 2 予防医学科, 循環器内科, 循環器小坚科)

西井明子 ${ }^{1.23} \cdot$ 羽山恵美子 ${ }^{4} \cdot$ 古谷喜幸 ${ }^{4}$

〔緒言〕我々は 2017 年に，若年発症の歯牙・骨異常を伴う進行性心臟伝導障害 (Cx45 R75H) 変異の家族症例について，ギャップジャンクションの構成蛋白の一つであるコネキシン 45 (Cx45) のアミノ酸突然変異 R75H を発見した. Cx45 R75H は, 正常な Cx45 に比べてチャネル電流値が 4 分の 1 に低下していた. 我々は心筋細胞間の伝導を解析する目的で, 疾患特異的 iPS 由来心筋細胞を作製する実験を行った。〔対象と方法〕Cx45 R75H 変異症例の患者末梢血液からリンパ球を分離し，EB ウイルスを感染させ不死化した後, 電気穿孔法により山中因子を導入し，iPS 細胞を作製した.この iPS 細胞を心筋に分化させた後に, 電極皿にシート状に培養し, MED システムを用いた電気生理学的解析を行った. 対照群として健常者のiPS 心筋細胞を用いた.〔結果〕健常者および Cx45 R75H 症例の iPS 由来心筋細胞のいずれにおいても，心筋の自発収縮が認められた. Cx45 R75H では自発活動が健常群に対して低下している傾向がみられた.【考察了Cx45 の変異により, 心筋細胞の自発活動は低下する傾向があり，洞機能不全などの心筋伝導障害の状態を再現していると考えられた。【結論〕Cx45 遺伝子異常を持つ家族性進行性心臟伝導障害の家系において, iPS 由来心筋細胞の自発収縮が低下しており，このことが病態に関与している可能性がある。

## 6. 血清アミノ酸濃度と抑うつ症状との継断的関連

(1東京女子医科大学医学部衛生学公衆衛生学 (公衆衛生学分野), ${ }^{2}$ 古河電気工業株式会社, ${ }^{3}$ 国立国際医療研究センター臨床研究センター疫学・予防研究部, ${ }^{4}$ 広島大学大学院医系科学研究科国際保健看護学, ${ }^{5}$ 福岡女子大学国際文理学部食・健康科学，6株式会社クボタ)

三木貴子 ${ }^{1.3} \cdot$ 江口将史 $2 \cdot$ 幸地勇 $^{2} \cdot$ 福永亜美 ${ }^{3} \cdot$

〔緒言〕アミノ酸, 特にトリプトファンとグルタミン酸
がうつ病の病態に重要な役割を果たすことを示唆するエビデンスが蓄積されている.しかしながら，血清アミノ酸濃度と抑うつ症状発症との縦断的な関連を検証した研究はない. [対象と方法】関東の某企業 2 事業所の従業員で， ベースライン時に抑うつ症状がなく, ベースラインおよび 3 年後の両調査ともに参加した 841 名を解析対象とした。アミノ酸については高速液体クロマトグラフィー質量分析計を用いて測定を行った. うつ病自己評価尺度 (CES-D) スケールの日本語版を用い評価し, CESD16 点以上を抑うつ症状ありと定義した。 ベースライン時の各血清アミノ酸濃度により対象者を三群に分け, 多重ロジスティック回帰分析により，各血清アミノ酸濃度三等分位最小群に対する他の群の抑うつ症状ありのオッズ比を算出した。【結果〕ベースライン時点での血清トリプトファン濃度打よびグルタミン酸濃度は 3 年後の抑うつ症状発症のリスクとは関連していなかった。血清アルギニン濃度が高いほど，抑うつ症状ありのオッズ比が増加する傾向を認めた（傾向性 $\mathrm{p}$ 値 =0.07）. 血清アルギニン濃度が最も低い群に対する最も高い群のオッズ比は 1.65 （95\%信頼区間 0.96-2.83）であった. その他のアミノ酸は抑うつ症状と関連していなかった。〔結論〕日本人労働者において血清アミノ酸濃度は抑うつ症状発症のリスクとは関連していなかった。

基硙系教空研究発表会にて発表した内容は Miki T, Eguchi M, Kochi T, Fukunaga A, Chen S, Nanri A, et al.(2021) Prospective study on the association between serum amino acid profiles and depressive symptoms among the Japanese working population. PLoS ONE 16 (8): e0256337. https://doi.org/10.1371/journal.pone. 0256337 に揭載されている。

## 7. 水中に存在するヒト DNAを用いた個人識別法の検討 (法医学) 町田光世・木林和彦

法医学では事件・事故の発生場所や死体が置かれていた場所の特定は重要な鑑定事項である．浴槽、プール，河川，海水浴場等の水中は溺水事故の発生場所であり，稀には死体投棄の場所にもなる. 溺水患者が水中から救出され病院に搬送された場合等では溺水の発生場所の特定が必要である．水中と臟器中のプランクトンの種類から溺水場所を調べることがあるが，浴槽やプールの水にプランクトンは通常含まれていない。水中から死亡者や他者の DNA を検出すれば死亡場所や死亡状況の特定につながると予想される. 本研究では入浴中の水に含まれるヒト DNA 量や DNA 分解指数，アリルピーク高など 11 変数を経時的に調べ，入浴時間に関連する変数を相関分析により検討した。

ボランティア 11 人が自宅浴槽内に入浴し，入浴前，入浴 1 分, 2 分, 5 分, 10 分後に浴槽内の水各 2 リットルを採取した。提供された浴槽内の水をガラス繊維ろ紙で

ろ過しろろ紙を細断後QIAamp DNA Investigator kitで DNA を抽出した。 ヒトDNA 量は Kapa hgDNA Quantification kitの 41 bp の DNA 濃度を基にして算出し，

DNA 分解指数は $41 \mathrm{bp}$ と $129 \mathrm{bp}$ の DNA を定量した後 $129 \mathrm{bp}$ : $41 \mathrm{bp}$ の比を計算した. 抽出した DNA は AmpFlSTR Identifiler Plus kit で増幅しSTR 解析を行った。 また，入浴時間に関連する変数の検討では多変数の相関分析を用い，各変数間の相関係数を算出した．本研究は本学倫理審査委員会の承認を得て実施した（承認番号 2021-0007)

入浴時間とヒト DNA 量の関係は相関係数 $\mathrm{r}=0.268$ で相関はほとんど認められなかった。また， 入浴時間と DNA 分解指数の関係は相関係数 $\mathrm{r}=0.694$ であり, 入浴時間が長いほど分解されていないDNA が増加した. さらに，入浴時間とアリルピーク高の関係は相関係数 $\mathrm{r}=$ 0.691 であり，入浴時間が長いほどアリルピーク高が高まる傾向を認めた。したがって，浴槽内の水に存在するヒト DNA の解析では, DNA 分解指数とアリルピーク高からヒトが水中に浸かっていた時間の推定が可能と考えられた。

## 8. 脳神経系疾患の遺伝子解析

(総合医科学研究所)

赤川浩之

遺伝性疾患のなかには, 単一遺伝子の異常で発症するものの他, 遺伝子のバリエーションと環境要因の交絡によって発症に至る多因子疾患も含まれる. 発症に寄与する遺伝子の変化を特定するため，近年はいわゆる次世代シーケンシング (next generation sequencing : NGS) を用いるのが主流である．多数の遺伝子の配列情報を一度の解析で得ることが可能であるが，そのなかから疾患の発症に関わる遺伝子変化を特定したり，その遺伝子変化がいかにして遺伝子の機能に変化を及ぼし疾患発症に関わるのかを理解するために，生物情報学的なアプローチも必須である．本講演では，本学の脳神経内科および外科領域で扱う遺伝性疾患について本年に発表した論文の内容を中心に提示する。単一遺伝子疾患として「遺伝性ジストニア」(Clin Genet. 2022. doi: 10.1111/cge.14233.),多因子疾患として「脳動脈瘤」(PLoS One. 2022；17 (3)： e0265359.）を代表的な解析例として取り上げる。十数遺伝子を対象としたターゲットリシーケンシングから網羅的な全遺伝子解析（全エクソーム・シーケンシング）までを実施しており，その後の情報解析と検証のための培養細胞実験についても供覧する。