Pathological Features of New Animal Models for Primary Biliary Cirrhosis

Primary biliary cirrhosis (PBC) is an autoimmune liver disease characterized by immune mediated biliary damage and frequent appearance of autoantibodies against mitochondrial enzymes. There is almost no useful animal model that is globally recognized and routinely used, however, several unique animal models manifested the characteristic clinical and pathological features of human PBC within the last 5 years. Herein, we compare the pathological features of previously reported and newly introduced novel animal models of PBC. Knowledge and understanding of the strengths and the limitations of each animal model have led to the development of promising therapies and novel tools to characterize these clinical conditions. Moreover, suitability of the model for the intended purpose should be confirmed by further research and analysis

Smad3 Phospho-Isoform Signaling in Nonalcoholic Steatohepatitis

Nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) is characterized by hepatic steatosis with insulin resistance, oxidative stress, lipotoxicity, adipokine secretion by fat cells, endotoxins (lipopolysaccharides) released by gut microbiota, and endoplasmic reticulum stress. Together, these factors promote NAFLD progression from steatosis to nonalcoholic steatohepatitis (NASH), fibrosis, and eventually end-stage liver diseases in a proportion of cases. Hepatic fibrosis and carcinogenesis often progress together, sharing inflammatory pathways. However, NASH can lead to hepatocarcinogenesis with minimal inflammation or fibrosis. In such instances, insulin resistance, oxidative stress, and lipotoxicity can directly lead to liver carcinogenesis through genetic and epigenetic alterations. Transforming growth factor (TGF)-β signaling is implicated in hepatic fibrogenesis and carcinogenesis. TGF-β type I receptor (TβRI) and activated-Ras/c-Jun-N-terminal kinase (JNK) differentially phosphorylate the mediator Smad3 to create two phospho-isoforms: C-terminally phosphorylated Smad3 (pSmad3C) and linker-phosphorylated Smad3 (pSmad3L). TβRI/pSmad3C signaling terminates cell proliferation, while constitutive Ras activation and JNK-mediated pSmad3L promote hepatocyte proliferation and carcinogenesis. The pSmad3L signaling pathway also antagonizes cytostatic pSmad3C signaling. This review addresses TGF-β/Smad signaling in hepatic carcinogenesis complicating NASH. We also discuss Smad phospho-isoforms as biomarkers predicting HCC in NASH patients with or without cirrhosis

ヒト肝臓の幹細胞の研究:c-kit 受容体-stem cell factor系の発現を中心に

金沢大学医薬保健研究域医学系再生医学の時代と言われる21世紀を迎え、各臓器に特徴的な幹細胞の研究が進み、発生や病態形成・修復に果たす役割が明らかにされつつある。肝臓においてはヒト骨髄移植症例やげっ歯類を用いた検討で、ドナー骨髄由来の細胞が胆管上皮に分化する可能性が示唆されている。しかしながらヒト肝幹細胞「候補」の組織内分布は明らかではなく、その存在には未だ異論も多い。我々は肝細胞の再生が遷延された場合にstem cellの活性が亢進すると考え、広汎性肝壊死の剖検症例を用い、stem cellのマーカーとされるc-kit、CD34両陽性細胞の分布を検討した。検討の結果、げっ歯類に見られるようなc-kit、CD34両陽性細胞は肝内のいずれの部位にも認められなかった。胆管上皮内には種々の程度にc-kit単独陽性細胞が認められたが、それらは全例トリプターゼを共発現する肥満細胞であった。stem cell factorは胆管に種々の程度に発現していた。胆管上皮内に見られるc-kit陽性細胞の殆どは幹細胞からの移行細胞ではなく、肥満細胞の上皮内浸潤像であると考えられた。次に肝細胞癌、胆管細胞癌、扁平上皮癌等への多様な分化傾向を示す肝腫瘍の1例について、stem cell cancerの可能性を検討した。種々の腫瘍構成成分は互いに肝細胞癌との移行像を示しており、移行部では肝細胞や胆管上皮、扁平上皮の各種組織特異抗体の複数に陽性となる細胞が認められた。いずれの部位にもc-kit、CD34両陽性細胞は認められなかった。肝細胞は癌化などの特殊な状況下では化生、あるいは脱分化を呈して他の組織型を示すポテンシャルを有すると解釈される結果であり、ヒト肝幹細胞の検証には、発生や種々の疾患を考慮した更なる基礎的検討が必要であると考えられた。研究課題/領域番号:12770085, 研究期間(年度):2000-2001出典：「ヒト肝臓の幹細胞の研究:c-kit 受容体-stem cell factor系の発現を中心に」研究成果報告書　課題番号 12770085（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-12770085/)を加工して作

Utility of Ethylene-Diamine-Tetraacetic Acid Buffer Solution With Boric Acid for Immunostaining of Specimens Stored for an Extended Period

Antigen modification and denaturation are recognized causes of false negatives in immunostaining. Specimens that have been stored for an extended period at room temperature show decreased immunoreactivity and may mislead the diagnosis. Studies of the molecular targeting of drugs often involve immunostaining of previous samples and, in some situations, only unstained specimens can be used. The present study aimed to develop an effective staining method to recover antigen activation in unstained specimens stored for an extended period by using ethylene-diamine-tetraacetic acid (EDTA) buffer solution with boric acid. We compared several commonly used antigen retrieval solutions and found that Tris-borate-EDTA (TBE) buffer solution with a pH ≥8.3 provided sufficient antigen retrieval. However, pH values higher than 8.3 (9.0, 10.0, and 11.0) frequently caused severe tissue damage. Thus, TBE with pH 8.3 was the most suitable antigen retrieval solution for recovering the antigenicity of specimens stored for an extended period. This procedure may allow useful immunohistochemical information, even from sections that have been stored for an extended period

Revisiting Aire and tissue-restricted antigens at single-cell resolution

The thymus is a highly specialized organ that plays an indispensable role in the establishment of self-tolerance, a process characterized by the “education” of developing T-cells. To provide competent T-cells tolerant to self-antigens, medullary thymic epithelial cells (mTECs) orchestrate negative selection by ectopically expressing a wide range of genes, including various tissue-restricted antigens (TRAs). Notably, recent advancements in the high-throughput single-cell analysis have revealed remarkable heterogeneity in mTECs, giving us important clues for dissecting the mechanisms underlying TRA expression. We overview how recent single-cell studies have furthered our understanding of mTECs, with a focus on the role of Aire in inducing mTEC heterogeneity to encompass TRAs

慢性胆管炎・特に肝内結石症での胆管硬化と肥満細胞との関連性・胆管上皮でのStem Cell Factorの発現を中心にして

金沢大学医薬保健研究域医学系1.肝内結石症胆管上皮へのstem cell factor(SCF)の異常発現肝内結石症、及び対照肝疾患において、門脈域へのSCFの発現を免疫組織学的に検討した。SCFは肝内結石症の拡張胆管に強く発現していたが、非拡張胆管部に発現は見られなかった。原発性硬化性胆管炎では、約20%で、胆管上皮にSCFが発現していたが、正常肝や、対照肝疾患では、上皮へのSCFの発現は1例も見られなかった。2.肝内結石症胆管上皮、及び周囲線維化部位の肥満細胞における肥満細胞の動態肝内結石症、原発性硬化性胆管炎のいずれにも、拡張胆管周囲の線維化部位に肥満細胞の著明な浸潤が認められた。正常肝や、対照肝疾患では、胆管周囲への肥満細胞浸潤は目立たなかった。二重染色の結果、浸潤肥満細胞はほぼ全例がSCFのレセプターであるc-kit陽性であり、胆管上皮のSCF発現と有意に相関していた。3.肝内結石症胆管上皮、及び周囲線維化部位における線維化関連因子(b-FGFやTNFーα)の発現浸潤肥満細胞における線維化関連因子の発現を二色染色で検討した。多くの肥満細胞は、線維化促進因子として知られるb-FGFやTNF-αを同時に発現していたが、胆管上皮自身は陰性であった。胆管周囲の線維化促進に、肥満細胞が重要な役割を果たしていると考えられた。肝内結石症において胆管上皮に異常発現したSCF が、c-kitを有する肥満細胞を集蔟・活性化し、線維化促進因子の産性・放出を誘導する可能性が示唆された。4.肝内結石症の胆管周囲線維化部位におけるヘパラン硫酸プロテオグリガン(HSPG)の性状胆管周囲の線維化部位では HSPG の増性が顕著であった。HSPGは、b-FGFやヘパリン結合部位を有するケモカイン等と結合し、それらの物質を大量にプールすることで、肝線維化の遷延化に関わっている可能性が示唆された。研究課題/領域番号:10770074, 研究期間(年度):1998 – 1999出典：「慢性胆管炎・特に肝内結石症での胆管硬化と肥満細胞との関連性・胆管上皮でのStem Cell Factorの発現を中心にして」研究成果報告書　課題番号10770074（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-10770074/)を加工して作

胆道系におけるアレルギー機序の解明

富山医科薬科大学 / 金沢大学医薬保健研究域医学系「胆汁〜胆管上皮〜炎症細胞」相互関係は「空気中のアレルゲン〜気道上皮〜炎症細胞」相互関係に類似しており、胆道系疾患へのアレルギー機序の関与が推察される。本研究では「胆道アレルギー」という新しい切り口での肝胆道系炎症性疾患の病態評価を目的としている。平成15年度は2年計画の最終年度にあたり、以下に示すいくつかの結果を得た。1.原発性胆汁性肝硬変(PBC)や原発性硬化性胆管炎(PSC)、肝内結石症(IHL)等の肝疾患は胆管上皮のサイトカイン過剰産生や胆汁中のアレルゲン物質の存在など気道アレルギーとの類似点が多く、これらの疾患を胆道系アレルギー疾患という新たな概念で再整理する必要がある。2.肝胆道系に発生する炎症性偽腫瘍や従来血管系の異常とされてきた特発性門脈圧亢進症(IPH)にも門脈域の局所免疫細胞バランスの破綻が確認され、一部は胆道アレルギーの関与が示唆される。3.アレルゲンとして免疫反応のトリガーとなる物質は、菌体成分などの外来抗原以外に、酸化や糖化など種々の修飾を受けた自己抗原や、肝臓で代謝される薬物の最終代謝産物である可能性がある。胆道アレルギーの関与が疑われるPBCやIHLなどは、いくつかの異なる病因が複雑に関与する症候群であると考えられる。これら疾患の病態生理を正確に認識・評価するためには、形態像、遺伝子背景、血清生化学データを再整理し、いくつかの亜型に分類する試みが必要と考えられる。研究課題/領域番号:14770072, 研究期間(年度):2002-2003出典：「胆道系におけるアレルギー機序の解明」研究成果報告書　課題番号14770072（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-14770072/)を加工して作

骨肉腫細胞の生存と増殖はミトコンドリア局在BIG3-PHB2複合体形成に依存する

Previous studies reported the critical role of the brefeldin A–inhibited guanine nucleotide exchange protein 3–prohibitin 2 (BIG3-PHB2) complex in modulating estrogen signaling activation in breast cancer cells, yet its pathophysiological roles in osteosarcoma (OS) cells remain elusive. Here, we report a novel function of BIG3-PHB2 in OS malignancy. BIG3-PHB2 complexes were localized mainly in mitochondria in OS cells, unlike in estrogen-dependent breast cancer cells. Depletion of endogenous BIG3 expression by small interfering RNA (siRNA) treatment led to significant inhibition of OS cell growth. Disruption of BIG3-PHB2 complex formation by treatment with specific peptide inhibitor also resulted in significant dose-dependent suppression of OS cell growth, migration, and invasion resulting from G2/M-phase arrest and in PARP cleavage, ultimately leading to PARP-1/apoptosis-inducing factor (AIF) pathway activation–dependent apoptosis in OS cells. Subsequent proteomic and bioinformatic pathway analyses revealed that disruption of the BIG3-PHB2 complex might lead to downregulation of inner mitochondrial membrane protein complex activity. Our findings indicate that the mitochondrial BIG3-PHB2 complex might regulate PARP-1/AIF pathway-dependent apoptosis during OS cell proliferation and progression and that disruption of this complex may be a promising therapeutic strategy for OS

PHENOTYPIC ANALYSIS OF MICE DEFICIENT FOR Ly6C1/Ly6C2

Ly6C comprises two homologous components of Ly6C1 and Ly6C2, and the expression of either of the Ly6C molecules defines unique functional subsets of monocytes. Ly6C is also expressed by other immune cell types, including Aire-expressing medullary thymic epithelial cells. Because the role of Ly6C expression in determining the functional subsets remains unclear, we generated mice deficient for both Ly6C1 and Ly6C2 with CRISPR-Cas9–mediated deletion. Mice deficient for Ly6C1/Ly6C2 showed no major alterations in the subsets and function of monocyte and other immune cells, including the cells involved in the dextran sulfate sodium salt–induced colitis model. By generating the mice deficient for Ly6C1 alone, we have also investigated the expression pattern of Ly6C1 and Ly6C2 in immune cells. Except for medullary thymic epithelial cells and CD4 single-positive T cells, immune cells predominantly expressed Ly6C2. Thus, despite the importance as a marker with a unique differential expression pattern, the Ly6C molecules have no major impact on determining the functional subsets and maintaining immune homeostasis