プロスタグランジンＤ２とＪ２シリーズの生合成と脂肪細胞形成と肥満での多様な作用

• Project/Area Number: 13F03091
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 横田 一成 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (90158361)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): FATEMA Pinky Karim 島根大学, 生物資源科学部, 外国人特別研究員 ; FATEMA P. S. 島根大学, 生物資源科学部, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 脂肪細胞 / プロスタグランジン / シクロオキシゲナーゼ / PGD2 / PGJ2誘導体 / 11-デオキシ-11-メチレン-PGD2 / 細胞表面受容体サブタイプ / PGD_2 / PGJ_2誘導体 / 11-デオキシ-11-メチレン-PGD_2

Outline of Annual Research Achievements

一定の培養条件で脂肪細胞に分化誘導できて成熟脂肪細胞を形成する前駆脂肪細胞株の3T3-L1細胞を利用して、天然物質であるプロスタグランジン（PG）D2と、その安定類縁体である11-デオキシ-11-メチレン-PGD2の成熟脂肪細胞の形成に対する作用の比較検討を行った。すなわち、インドメタシンの存在下において、各種のPG類を添加して培養を継続すると、11-デオキシ-11-メチレン-PGD2は、PGD2や PGJ2関連物質のように成熟脂肪細胞の形成を有意に促進した。濃度依存性を比較検討の結果、明らかに11-デオキシ-11-メチレン-PGD2の方がPGD2よりも強い促進活性を示した。成熟期の脂肪細胞には、よく知られた核内受容体の発現に加えて、細胞表面のGタンパク質共役型の受容体であるDP1とCRTH2の遺伝子発現も確認された。また、インドメタシン存在下で、DP1とCRTH2のそれぞれに選択的なアゴニストによる成熟脂肪細胞での脂肪蓄積の有意な増加が認められた。一方、PGD2の２つの細胞表面受容体サブタイプに対する特異的なアンタゴニストの阻害作用の解析結果により、11-デオキシ-11-メチレン-PGD2は、DP1受容体に比べて主にDP2/CRTH2 受容体を介する細胞情報伝達系を介して作用していることが示唆された。PGD2についても、PGD2に由来するPGJ2関連物質による核内受容体の活性化作用に加えて、未変換物のPGD2によるDP1を介するシグナル伝達系の関与も想定された。今回の研究の意義として、これまでに、生理活性作用がほとんど報告されていないPGD2安定類縁体が示す脂肪細胞の成熟化の促進効果を明らかにした。その作用は、天然物の不安定なPGD2とは異なる作用様式であった。さらに、研究計画の課題に関連してPG類の生合成調節機構や代謝産物の測定のための研究も行った。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Endogenous synthesis of prostacyclin was positively regulated during the maturation phase of cultured adipocytes (2014)
  • Author(s): Rahman, M. S., Khan, F., Syeda, P. K., Nishimura, K., Jisaka, M., Nagaya, T., Shono, F., and Yokota, K.
  • Journal Title: Cytotechnology Volume: 66 Issue: 4 Pages: 635-646
  • DOI: 10.1007/s10616-013-9616-9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cultured preadipocytes undergoing stable transfection with cyclooxygenase-1 in the antisense direction accelerate adipogenesis during the maturation phase of adipocytes (2013)
  • Author(s): Rahman M. S., Syeda, P. K., Khan F., Yokota, K, et al.
  • Journal Title: Appl. Biochem. Biotechnol. Volume: 171 Issue: 1 Pages: 128-144
  • DOI: 10.1007/s12010-013-0347-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Up-regulation of prostacyclin biosynthesis and its response after the maturation phase of adipocytes. (2014)
  • Author(s): Rahman, M. S., Khan, F., Fatema, P. K. S. K., Islam, M. S., Nishimura, K., Jisaka, M., Nagaya, T., Shono, F., and Yokota, K.
  • Organizer: The 87th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都市）
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 11-Deoxy-11-methylene-prostaglandin (PG) D2 exerts pro-adipogenic effect on cultured adipocytes during the maturation phase through cellular mechanism different from that of natural PGD2. (2014)
  • Author(s): Fatema, P. K. S. K., Islam, M. S., Khan, F., Nishimura, K., Jisaka, Nagaya, T., Shono, F., and Yokota, K.
  • Organizer: 40th Annual Meeting of Chu-Shikoku Division in the Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry
  • Place of Presentation: 徳島大学総合科学部（徳島市）
  • Year and Date: 2014-09-27
• [Presentation] Association of GSTP1 and ABCC4 polymorphisms with response and toxicity of cyclophosphamide-based chemotherapy on Bangladeshi breast cancer patients. (2014)
  • Author(s): Islam, M. S., Islam, M. S., Khan, F., Fatema, P. K. S., Hasnat, A., and Yokota, K.
  • Organizer: 40th Annual Meeting of Chu-Shikoku Division in the Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry
  • Place of Presentation: 徳島大学総合科学部（徳島市）
  • Year and Date: 2014-09-27
• [Presentation] Biosynthesis of prostacyclin and its action is up-regulated during the maturation phase of adipocytes (2014)
  • Author(s): Khan, F., Rahman, M. S., Fatema, P. K. S. K., Islam, M. S., Nishimura, K., Jisaka, M., Nagaya, T., Shono, F., and Yokota, K.
  • Organizer: 40th Annual Meeting of Chu-Shikoku Division in the Japan Society for Bioscience, Biotechnology, and Agrochemistry
  • Place of Presentation: 徳島大学総合科学部（徳島市）
  • Year and Date: 2014-09-27
• [Presentation] Stimulation of adipogenesis with 11-deoxy-11-methylene-PGD_2, astable, isosteric analogue of PGD_2, during the maturation phase of adipocytes (2013)
  • Author(s): Fatema, P. K, et al.
  • Organizer: The 86th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • Place of Presentation: (Yokohama) パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2013-09-01
• [Book] 第1章 技術編 10. 脂質分子に対する免疫原の作製と抗体の産生、遺伝子医学MOOK24号「最新生理活性脂質研究・実験手法、基礎的知識とその応用」 (2013)
  • Author(s): 横田一成
  • Total Pages: 312
  • Publisher: 株式会社メディカルドウ、大阪
• [Remarks] 島根大学教員情報システム
  • URL: https://www.staffsearch.shimane-u.ac.jp/kenkyu/search/detail/975bc27228691c78b9827b5c1a6aa129/research.html
• [Remarks] 大学の研究者情報Webページ
  • URL: https://www.staffsearch.shimane-u.ac.jp/kenkyu/search/detail/975bc27228691c78b9827bsc1a6aa129/research.html