脂肪細胞における細胞容積制御を介したインスリン抵抗性発症メカニズムの解析

• Project/Area Number: 18052021
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Institute for Physiological Sciences
• Principal Investigator: 高橋 信之 National Institute for Physiological Sciences, 細胞器官研究系, 助教 (50370135)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 華 東京医科大学, 医学部, 助教 (20390700)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥9,100,000); Fiscal Year 2007: ¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000); Fiscal Year 2006: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000)
• Keywords: 脂肪細胞 / インスリン抵抗性 / TNFα / 細胞容積 / 容積感受性クロライドチャネル / TNF-α

Research Abstract

これまでの研究から、(1)脂肪細胞では、細胞外浸透圧変化によって、容積感受性Clチャネルの活性化を介した調節性細胞容積制御機構が誘導されること、(2)TNFα単独投与により容積感受性Clチャネルが活性化され、その結果、細胞容積の減少が起こること、(3)脂肪細胞は、インスリン投与により容積を増大させること、(4)インスリンにより誘導されるグルコース取込の上昇が、容積増大をもたらすイオントランスポータのブロッカーで抑制されること、を明らかにしてきた。これらの結果を踏まえ、平成19年度の本研究では、以下のような実験を行った。まずインスリン依存的に脂肪細胞でNa^+/H^+交換輸送体(NHE)が活性化されるかどうかを、直接、細胞内pHイメージング法によって測定した。CO_3^-非存在下ではCl^-/CO_3^-交換輸送体(AE)が阻害されるため、細胞内pH変化はNHE活性にのみ依存する。そこで、細胞内pH指示薬であるBCECFを取り込ませた脂肪細胞を用いて、インスリン刺激時の細胞内pH変化を測定したところ、インスリン刺激によってNHE依存的な細胞内pH変化が誘導されることが明らかとなった。このインスリン依存的なNHE活性化は、PI3キナーゼ阻害剤の添加こよって消失した。このことは、インスリンによるNHE活性化がPI3キナーゼシグナル経路を介していることを示唆している。同時にTNFα投与による容積感受性クロライドチャネル活性化に関与するシグナル経路の同定を試みたが、候補分子を見出したものの、最終的な関与を示すには至らなかった。現在、継続して、シグナル経路の検討を実施している。

Research Products

• [Journal Article] Citrus auraptene acts as an agonist for PPARs and enhances adiponectin production and MCP-1 reduction in 3T3-L1 adipocytes. (2008)
  • Author(s): Kuroyanagi, K., Kang, M. S., Goto, T., Kusudo, T., Hirai, S., Yu, R., Yano, M., Sasaki, T., Takahashi, N, and Kawada, T.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 366 Pages: 219-225
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dehydroabietic acid, herbal terpenoid, acts as ligands for peroxisome proliferator activated receptors(PPARs)in macrophages to regulate inflammation. (2008)
  • Author(s): Kang, M. S., Hirai, S., Goto, T., Kuroyanagi, K., Ezaki, Y., Takahashi, N. and Kawada, T.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fucoxanthin and its metabolite fucoxanthinol suppress adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells. (2006)
  • Author(s): Maeda, H., Hosokawa, M., Sashima, T., Takahashi.N., Kawada, T., Miyashita, K.
  • Journal Title: International Journal of Molecular Medicine 18 Pages: 147-152
• [Journal Article] Campest-5-en-3-one, an oxidized derivative of campesterol, activates PPAR-alpha, promotes energy consumption and reduces visceral fat deposition in rats. (2006)
  • Author(s): Ikeda, I., Konno, R., Shimizu, T., Ide, T., Takahashi, N., Kawada, T., et al.
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta 1760 Pages: 800-807
• [Presentation] Involvement of cell volume changes in insulin sensitivity and TNFα-induced insulin resistance in adipocytes (2008)
  • Author(s): 高橋信之、井上華、小西真人、河田照雄、岡田泰伸
  • Organizer: 日本生理学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-03-27