病態代謝部
研究活動の概要

　病態代謝部においては循環器疾患の克服を目的として、重篤な循環器疾患発症の基礎となる脂質代謝異常の発症機序や病態生理を解明すること、さらに動脈硬化症発症や進展へのメカニズムを解明し、有効な治療法の開発に関わる研究を、循環器および代謝内科学、病理学、分子生物学、材料工学、薬学、生化学、細胞生物学などの知識および技術を用いて実施している。
　病態代謝部では、特に重篤な循環器疾患を合併する脂質代謝異常として、家族性高コレステロール血症(FH)の臨床研究とそれに基づく診療指針の作成を行ってきた。　FH及びFH疑いに対する遺伝子解析は1100例を超え、診断に役立てるとともに遺伝子解析結果による重症群の選別(Ohta et al, J Clin Lipidol 2016)、既知の遺伝子変異を有しない 150家系のWhole genome解析およびexome解析を行い、FHの新しい病因候補遺伝子の絞り込みを行っている。一方、FHにおいて、HDL機能が独立した動脈硬化性心血管疾患のリスクになることを報告(Ogura M et al, Arteriosclr Thromb Vasc Biol 2016)している。斯波は家族性高コレステロール血症ガイドライン作成委員会の委員長、小倉は委員として動脈硬化性疾患予防ガイドライン2017のFHの項の作成に携わった。斯波は小児 FH 診療指針検討委員長として小児FH診療指針を作成し、発表（日本小児科学会雑誌 2017年1月号）するなど、日本におけるFHの診療基盤整備に大きな役割を果たしている。FHの国際ガイドライン作成にも尽力し、重症FHという概念を提唱している (Lancet Diabetes and Endocrinol 2016)。イタリア・英国との国際共同研究でFHホモ接合体の妊娠・出産の管理にLDLアフェレシスの実施が重要かつ安全であることを報告した（Ogura M, et al. Atheroscler 2016）。
　FHに対する新しい治療法の開発として、当部では新規架橋型人工核酸医薬の開発を行なっている。当部と大阪大学薬学部との共同研究により従来のアンチセンス核酸の、特異性の低さ、体内での易分解性を克服した架橋型人工核酸(BNA)の開発に成功している。当部では、LDL受容体に対する分解活性を有し、機能上昇変異によりFHを呈するPCSK9遺伝子、LDL粒子の主な構成蛋白であるアポリポプロテインB(ApoB)、高TG血症に深く関わり、動脈壁に直接作用して動脈硬化の発症を促すアポリポプロテインCⅢを標的遺伝子として、疾患モデル動物を用いた治療実験を行い、動物におけるPOCを確立するとともに、高い効果と安全性を示すことを報告した(Yamamoto T, et al 2012)。PCSK9をターゲットとした核酸医薬の開発においては、カニクイザルを用いた薬効確認試験、ラットを用いた毒性試験を通じ、従来のものの40分の1量でも高い効果を示すアンチセンスの作製に成功している。現在、臨床化に向けた開発に取り組んでいる。

2017年の主な研究成果
  1. 家族性高コレステロール血症(FH)の臨床研究（1）遺伝子解析
    FH の新規原因遺伝子を同定し、FH 診断率の向上を目的として、原因不明 FH 128家系273名について、全ゲノム・エクソーム解析を実施した。遺伝統計学的解析により、大家系 (30名) の全ゲノム解析では、1領域 (6Mb) まで候補領域を絞りこみ、中家系 (16名) のエクソーム解析では、候補遺伝子を16個まで絞り込んだ。
  2. 家族性高コレステロール血症(FH)の臨床研究（2）遺伝子解析による冠動脈疾患リスク層別化
    当部では、FH 遺伝子変異による冠動脈疾患の層別化を目的とし、多方面から解析を実施している。本年度は、当センターにて遺伝子診断された 269名の FH 患者を LDLR変異群、PCSK9変異群、LDLR&PCSK9変異群の3群に分け、遺伝子変異と臨床症状/アウトカムとの関連について評価した。各群の割合は、それぞれ78%, 15%, 6.3%、LDL-C 値は、LDLR&PCSK9変異群＞LDLR変異群＞PCSK9変異群の順であった。また、冠動脈疾患の主要アウトカム (全死亡＋急性心筋梗塞)については、log-rank法による各群比較により、LDLR&PCSK9変異群では、LDLR 変異群、PCSK9変異群に比し、有意に心イベントを多く認め、遺伝子検査の有用性が示された。
  3. 家族性高コレステロール血症(FH)の臨床研究（3）LDLアフェレシス治療効果のメカニズム解析
    LDL アフェレシス排液を用いて蛋白質の LC-MS 解析を行い、凝固、炎症、血栓関連及び接着因子等多くの蛋白質を同定した。FH 患者の LDL アフェレシス排液を用いた　LC-MS 解析により同定された蛋白質を LDL アフェレシス前後の血清で測定し、実際に血中から除去されていること確認した。
  4. 新規架橋型人工核酸搭載アンチセンス医薬の開発（1）PCSK9
    昨年度に低用量化と安全性の改善が施された抗ヒトPCSK9アンチセンス薬の日臨床安全性試験を実施するために、開発化合物の定量法の検討を行い、擬似生体サンプル中において定量可能な質量分析条件を確立した。また、ヒトにおける安全性を予測するためにヒト肝臓キメラマウスであるPXBマウスを用いて開発化合物の安全性を検討した。野生型マウスよりも副作用の一つである肝障害は穏やかでヒトに対してはより安全に治療できる可能性が示唆された。他方で、本研究から得られた開発化合物の臨床応用を目指し、企業へのライセンシングや研究資金の調達に向けて商談会などへの参加を積極的に行っている。
  5. 動脈硬化モデルマウスにおける動脈硬化のイメージング
    薬効評価や遺伝子改変マウスの病態解析のために、CTや超音波を用いて動脈硬化のイメージングと病理組織学的解析を行っている。本年度は、CT計測値と生体内の実際の脂肪量が良い相関を示すことを示した。また、動脈硬化病変の石灰化の定量に成功し、非侵襲的に継時的なfollow-upにおいて有用な解析手法の一つと考えられた。
  6. 遺伝子改変マウスを用いたニューロメジンU(NMU)の脂質代謝及び炎症との関わりに関する研究
    NMU の脂質代謝における役割を明らかにするため、Apoe-/-Nmu-/- マウスを作製し、病態解析を行った。Apoe-/-Nmu-/- マウスでは、Apoe-/- マウスに比較して、血清脂質の顕著な上昇が認められたが、動脈硬化性病変の進展に差は認められなかった。Nmu-/- マウスは、高コレステロール食負荷により、WT に比し、重度の脂肪性肝炎が誘発され、肝臓において脂質代謝関連遺伝子と共に時計遺伝子の発現が変動していることを見出した。
  7. 高比重リポ蛋白（HDL）の機能に関する臨床研究
    善玉リポ蛋白と考えられているHDLの機能のうち、マクロファージからのコレステロール引き抜き能や抗酸化力のアッセイを確立した。現在、予防検診部、心臓血管内科、脳神経内科、動脈硬化・糖尿病内科、小児科との共同研究を進めており、HDL機能が新しいリスクマーカーおよび治療ターゲットとなりうるかについて検討を進めている。FHにおけるHDL機能として新たに抗酸化能がコレステロール引き抜き能とは独立した残余リスクマーカーであることを見出した（ESC2017）。
  8. 間葉系幹細胞培養上清（MSC-CM）を用いた新規動脈硬化性疾患予防及び治療法の開発
    本年度は、MSC-CM 中のどの分子が抗動脈硬化作用を担うのかを明らかにするため、MSC-CM をタンパク画分とエクソソーム画分に分離し、ヒト単球と血管内皮細胞の共培養により、全画分が単球の血管内皮細胞への接着を抑制することを示した。また、タンパク画分には、HGF が含まれており、HGF 単体でも単球の接着抑制効果が認められた。MSC-CM 及びタンパク画分に、抗 HGF 抗体を加えることで、単球の接着抑制効果は減弱したが、抑制効果は有意に残っており、MSC-CM中の他のタンパク成分も接着抑制効果を担っていることを明らかにした(Takafuji et al. in revision)。
  9. アンチセンス核酸の腎蓄積を軽減させるcholesterol-GalNAcデュアル修飾の開発
    抗PCSK9アンチセンス薬の開発を進める中で、アンチセンス薬には潜在的に腎毒性のリスクがあることが明らかとなり、GalNAc修飾などのような薬物送達技術の応用がそのリスクを軽減させるアプローチとして有効であることを見出した。したがって、アンチセンス薬の腎臓への蓄積をさらに軽減するために、GalNAc修飾アンチセンスに対して脂溶性の高いコレステロールをさらに接合する設計を考案した。
  10. コレステロール修飾型アンチセンス核酸のマクロファージ標的化への応用
    前年度、コレステロール修飾型アンチセンス（chol-ASO）が、アンチセンス分子のマクロファージへの送達に有用である可能性が示唆された。しかしながら、マクロファージへの取り込みは非修飾のアンチセンスよりも著増しているものの、活性は認められなかった。この原因が、マクロファージの貪食細胞としての特性に起因するものと考察し、エンドソーム破壊を促すことで知られるクロロキンとの併用実験をしたところ、マウス由来マクロファージ様細胞株であるRAW264細胞にてchol-ASOの顕著な活性が認められた。以上のことから、chol-ASOはエンドソー脱出を促進する分子との併用などにより、マクロファージ標的化に有効な手段となり得ることが期待された。
  11. Glucagon-like peptide-1受容体作動薬が血清 LDL-コレステロール値に及ぼす影響についての検討
    本年度は、T2DM患者おいて、スタチンとGLP-1RAの併用により、LDL-Cは、BMI とは独立して有意に低下することを明らかにし、論文を発表した (Hasegawa, Hori, et al. JCL, 2018)。また、疾患モデルマウスを用いた場合も、WT と同様に GLP-1RA の LDL-C 低下作用が認められることを確認し、その分子機序を検討している。
研究業績
  1. Averna M, Stroes E, Ogura M, Postadzhiyan A, Cercek M, Calabrò P, Suppressa P; Lipid alterations beyond LDL expert working group. How to assess and manage cardiovascular risk associated with lipid alterations beyond LDL. Atherosclerosis Supplements. 26, 16-24, 2017.
  2. Furuhashi M, Ogura M, Matsumoto M, Yuda S, Muranaka A, Kawamukai M, Omori A, Tanaka M, Moniwa N, Ohnishi H, Saitoh S, Harada-Shiba M, Shimamoto K, Miura T. Serum FABP5 concentration is a potential biomarker for residual risk of atherosclerosis in relation to cholesterol efflux from macrophages. Scientific Reports. 7, 217, 2017.
  3. Harada-Shiba M, Ikewaki K, Nohara A, Otsubo Y, Yanagi K, Yoshida M, Chang Q, Foulds P. Efficacy and Safety of Lomitapide in Japanese Patients with Homozygous Familial Hypercholesterolemia. Journal of Atherosclerosis and Thrombosis. 24, 402-411, 2017.
  4. Hirata H, Uto-Kondo H, Ogura M, Ayaori M, Shiotani K, Ota A, Tsuchiya Y, Ikewaki K. Xanthohumol, a hop-derived prenylated flavonoid, promotes macrophage reverse cholesterol transport. Journal of Nutritional Biochemistry. 47, 29-34, 2017.
  5. Kataoka Y, Harada-Shiba M, Nakao K, Nakashima T, Kawakami S, Fujino M, Kanaya T, Nagai T, Tahara Y, Asaumi Y, Hori M, Ogura M, Goto Y, Noguchi T, Yasuda S. Mature proprotein convertase subtilisin/kexin type 9, coronary atheroma burden, and vessel remodeling in heterozygous familial hypercholesterolemia. Journal of Clinical Lipidology. 11, 413-421, 2017.
  6. Mahara A, Harada-Shiba M, Yamaoka T. A Novel Strategy for Etiologic Factor Removal: Drug-Navigated Clearance System (DNCS). Chemical & Pharmaceutical Bulletin. 65, 649-652, 2017.
  7. Makino H, Tamanaha T, Harada-Shiba M. LDL apheresis in Japan. Transfusion and Apheresis Science. 56, 677-681, 2017.
  8. Michikura M, Ogura M, Yamamoto M, Sekimoto M, Fuke C, Hori M, Arai K, Kihara S, Hosoda K, Yanagi K, Harada-Shiba M. Achilles Tendon Ultrasonography for Diagnosis of Familial Hypercholesterolemia Among Japanese Subjects. Circulation Journal. 81, 1879-1885, 2017.
  9. Nakamura M, Uno K, Hirayama A, Ako J, Nohara A, Arai H, Harada-Shiba M. Exploration into lipid management and persistent risk in patients hospitalised for acute coronary syndrome in Japan (EXPLORE-J): protocol for a prospective observational study. BMJ Open. 7, e014427, 2017.
  10. Okada A, Takahama H, Ogura M, Morita Y, Konma J, Yoshida S, Makino S, Takashio S, Amaki M, Ohara T, Hasegawa T, Sugano Y, Kanzaki H, Harada-Shiba M, Ishibashi-Ueda H, Yasuda S, Hanafusa T, Anzai T. Multimodality assessment of left ventricular dysfunction in Takayasu arteritis and familial hypercholesterolaemia. ESC Heart Failure. 4, 655-659, 2017.
  11. Raal FJ, Hovingh GK, Blom D, Santos RD, Harada-Shiba M, Bruckert E, Couture P, Soran H, Watts GF, Kurtz C, Honarpour N, Tang LH, Kasichayanula S, Wasserman SM, Stein EA. Long-term treatment with evolocumab added to conventional drug therapy, with or without apheresis, in patients with homozygous familial hypercholesterolaemia: an interim subset analysis of the open-label TAUSSIG study. Lancet Diabetes & Endocrinology. 5, 280-290, 2017.
  12. Setoguchi K, Cui L, Hachisuka N, Obchoei S, Shinkai K, Hyodo F, Kato K, Wada F, Yamamoto T, Harada-Shiba M, Obika S, Nakano K. Antisense Oligonucleotides Targeting Y-Box Binding Protein-1 Inhibit Tumor Angiogenesis by Downregulating Bcl-xL-VEGFR2/-Tie Axes. Molecular Therapy Nucleic Acids. 9, 170-181, 2017.
  13. Shibata MA, Shibata E, Maemura K, Kondo Y, Harada-Shiba M. Pathological and molecular analyses of atherosclerotic lesions in ApoE-knockout mice. Medical Molecular Morphology. 50, 130-144, 2017.
  14. Stefanutti C, Julius U, Watts GF, Harada-Shiba M, Cossu M, Schettler VJ, De Silvestro G, Soran H, Van Lennep JR, Pisciotta L, Klor HU, Widhalm K, Moriarty PM; MIGHTY MEDIC Multinational Society. Toward an international consensus-Integrating lipoprotein apheresis and new lipid-lowering drugs. Journal of Clinical Lipidology. 11, 858-871, 2017.
  15. Teramoto T, Kondo A, Kiyosue A, Harada-Shiba M, Ishigaki Y, Tobita K, Kawabata Y, Ozaki A, Baccara-Dinet MT, Sata M. Efficacy and safety of alirocumab in patients with hypercholesterolemia not adequately controlled with non-statin lipid-lowering therapy or the lowest strength of statin: ODYSSEY NIPPON study design and rationale. Lipids in Health and Disease. 16, 121, 2017.
  16. Yamamoto H, Takada T, Yamanashi Y, Ogura M, Masuo Y, Harada-Shiba M, Suzuki H. VLDL/LDL acts as a drug carrier and regulates the transport and metabolism of drugs in the body. Scientific Reports. 7, 633, 2017.
  17. Osawa T, Sawamura M, Wada F, Yamamoto T, Obika S, Hari Y. Synthesis, duplex-forming ability, enzymatic stability, and in vitro antisense potency of oligonucleotides including 2'-C,4'-C-ethyleneoxy-bridged thymidine derivatives. Organic & Biomolecular Chemistry. 15, 3955-3963, 2017.
  18. 遠藤 康弘, 小倉 正恒, 池脇 克則. 家族性高コレステロール血症ヘテロ接合体の治療 -動脈硬化予防のストラテジー-. 動脈硬化予防. 16, 41-45, 2017.
  19. 横手 幸太郎, 木下 大輔, 小倉 正恒. 脂質異常症治療のポイントと今後の展望～家族性高コレステロール血症を含めて～. 日本内科学会雑誌. 106, 742-754, 2017.
  20. 斯波 真理子, 山下 静也, 野原 淳. 「すべての家族性高コレステロール血症患者さんを適切に治療するために」. 動脈硬化予防. 16, 83-94, 2017.
  21. 斯波 真理子, 太田 孝男, 大竹 明, 土橋 一重, 野原 淳, 山下 静也, 横手 幸太郎. 小児家族性高コレステロール血症診療ガイド 要約版. 日本小児科学会雑誌. 121, 1-8, 2017.
  22. 斯波 真理子. 家族性高コレステロール血症ガイドライン改定に向けて. 動脈硬化予防. 16, 5-13, 2017.
  23. 斯波 真理子. 日本および世界における家族性高コレステロール血症患者会の取り組み. 動脈硬化予防. 16, 70-72, 2017.
  24. 斯波 真理子. 脂質異常症(高脂血症)治療薬 ロミタピドメシル酸塩. 日本医師会雑誌. 146, 526-527, 2017.
  25. 斯波 真理子. FHの病態解明とともに進んだ脂質低下薬開発. The Lipid. 28, 1, 2017.
  26. 斯波 真理子. 循環器領域における代謝性疾患に対する新薬. 心臓. 49, 431, 2017.
  27. 小倉 正恒, 斯波 真理子. FHホモ接合体 出会うことのない希少疾患か? あのとき出会ったあの症例か? Modern Physician. 37, 1132-1136, 2017.
  28. 小倉 正恒, 斯波 真理子. 新しいVLDL/LDL-C低下薬(MTP阻害薬など). 診断と治療. 105, 1205-1210, 2017.
  29. 小倉 正恒, 斯波 真理子. PCSK9阻害薬の展望とFH診療の課題. Diabetes Journal: 糖尿病と代謝. 45, 22-26, 2017.
  30. 小倉 正恒, 斯波 真理子. PCSK9(proprotein convertase subtilisin/kexin type 9)阻害薬. 医薬ジャーナル. 53, 863-867, 2017.
  31. 小倉 正恒, 道倉 雅仁, 斯波 真理子. 家族性高コレステロール血症の診断と治療のポイント. 新薬と臨牀. 66, 1567-1572, 2017.
  32. 小倉 正恒, 槇野 久士, 森本 めぐむ. 中高年・高齢者糖尿病患者における血管合併症の発症進展に対するHDL機能の意義. 大和証券ヘルス財団研究業績集. 40, 97-102, 2017.
  33. 小倉 正恒. LDLアフェレシス PCSK9阻害薬登場後，LDLアフェレシスが必要な患者像は? Modern Physician. 37, 1174-1177, 2017.
  34. 小倉 正恒. ジャクスタピッド®(ロミタピドメシル酸塩). 診断と治療. 105, 1219-1223, 2017.
  35. 小倉 正恒. 家族性高コレステロール血症(PCSK9阻害薬、MTP阻害薬). 心臓. 49, 432-437, 2017.
  36. 小倉 正恒. コレステロール引き抜き能. 動脈硬化予防. 16, 100-102, 2017.
  37. 小倉 正恒. アキレス腱の厚さ(Achilles tendon thickness;ATT). 動脈硬化予防. 16, 103-105, 2017.
  38. 小倉 正恒. 女性の家族性高コレステロール血症の治療について －妊娠希望期間、妊娠期間、授乳期間の動脈硬化とその予防のあり方. 動脈硬化予防. 16, 63-69, 2017.
  39. 小倉 正恒. 話題のくすり エボロクマブ. 日本病院薬剤師会雑誌. 53, 91-95, 2017.
  40. 小倉 正恒. 注目される用語の解説：PCSK9. 動脈硬化予防. 16, 74-76, 2017.
  41. 小倉 正恒. 家族性高コレステロール血症～意外と多い身近な脂質異常症～. 鹿児島市医報. 56, 54-59, 2017.
  42. 小倉 正恒, 斯波 真理子. PCSK9阻害薬とMTP阻害薬. 月刊薬事. 59, 73-77, 2017.
  43. 小倉 正恒, 斯波 真理子. 新しい脂質異常症治療薬の糖尿病患者への有用性. 糖尿病. 60, 754-756, 2017.
  44. 小倉 正恒, 斯波 真理子. Q-7：家族性高コレステロール血症は，なぜ若くして冠動脈疾患になるのでしょうか? 臨床栄養 別冊 栄養指導・管理のためのスキルアップシリーズ vol.5 脂質異常症の最新食事療法のなぜ?に答える 基礎編. 24-27, 2017.
  45. 小倉 正恒, 斯波 真理子. 家族性高コレステロール血症の管理. 先端医療シリーズ48 臨床医のための最新産科婦人科. 268-271, 2017.
  46. 小倉 正恒, 斯波 真理子. PCSK9阻害薬. 糖尿病と循環器病 一歩進んだ糖尿病循環器学 －Diabetic Cardiology－. 288-294, 2017.
  47. 片岡 有, 安田 聡, 斯波 真理子. Proprotein Convertase Subtilisin/Kexin Type 9と冠動脈硬化. 循環器病研究の進歩. XXXVIII, 44-51, 2017.
  48. 和田 郁人, 斯波 真理子. ApoC-IIIアンチセンス医薬. 循環器内科. 82, 296-301, 2017.
  49. 和田 郁人, 小倉 正恒, 斯波 真理子. 新たな高TG血症治療薬の展望. The Lipid. 28, 83-89, 2017.