脂肪細胞由来の新規摂食調節機構の解明

• Project/Area Number: 18790608
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Metabolomics
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山田 哲也 Tohoku University, 病院, 助教 (90400374)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000); Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 糖尿病 / 肥満 / 食欲 / レプチン

Research Abstract

昨年度の研究にて脂腹腔内脂肪組織からの求心性神経シグナルが視床下部のレプチン抵抗性を改善し、過食を抑制する働きを有していることを見出した。これにより、脂肪組織はアディポサイトカインなどの液性因子のシグナルのみならず、神経シグナルの発信源として全身の代謝調節に重要な役割を果たしていると考えられた。さらに、肝臓から発せられる神経シグナルについても検討した。余剰摂取されたエネルギーは、来るべき飢餓に備えて中性脂肪の形でまず白色脂肪組織に貯蔵されるが、脂肪肝は余剰エネルギーが肝細胞にまで蓄積した状態、すなわち高度のエネルギー摂取過多とも言える。PPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ)は非肥満状態では主に脂肪組織に発現する転写因子であるが、脂肪肝では肝臓にも発現が亢進する。また、肝臓特異的にPPARγを欠損させると脂肪肝の形成が抑制され、末梢脂肪の増加とインスリン抵抗性や耐糖能の悪化をきたすことも示されていた。これらは、肝臓のPPARγがエネルギー代謝調節における臓器間相互作用において重要な働きを有することを示唆しているが、その具体的な作用メカニズムは不明であった。そこで、著者らは肝臓のPPARγに着目して研究を進めた。その結果、PPARγの発現亢進を伴う肝でのエネルギー蓄積過剰(脂肪肝の状態)が迷走神経求心路を介して脳に伝達され、交感神経を活性化しエネルギー消費を増加させるというフィードバックにより、肥満やインスリン抵抗性を予防するという新たなメカニズムが存在することを見出した。以上の研究により、エネルギー代謝調節における自律神経系の新たな役割を発見した。

Research Products

• [Journal Article] Inter-organ metabolic communication involved in energy homeostasis: Potential therapeutic targets for obesity and metabolic syndrome. (2008)
  • Author(s): Yamada T, Katagiri H, Oka Y.
  • Journal Title: Pharmacol Ther. 117 Pages: 188-98
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possible relevance of HLA-DRB1^*0403 haplotype in insulin autoimmune syndrome induced by alpha-lipoic acid, used as a dietary supplement. (2007)
  • Author(s): Yamada T, Imai J, Ishigaki Y, Hinokio Y, Oka Y, Katagiri H.
  • Journal Title: Diabetes Care. 30
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adiposity and cardiovascular disorders: disturbance of the regulatory system consisting of humora and neuronal signals.G2545 (2007)
  • Author(s): Katagiri H, Yamada T, Oka Y.
  • Journal Title: Circ Res. 101 Pages: 27-39
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Avenues of Communication between the Brain and Tissues/Organs Involved in Energy Homeostasis. (2007)
  • Author(s): Yamada T, Katagiri H.
  • Journal Title: Endocr J. 54 Pages: 497-505
  • NAID: 10019809044
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bone Marrow(BM)Transplantation Promotes {beta} Cell Regeneration after Acute Injury through BM Cell Mobilization. (2007)
  • Author(s): Hasegawa Y, Ogihara T, Yamada T, Ishigaki Y, Imai J, Uno K, Gao J, Kaneko K, Ishihara H, Sasano H, Nakauchi H, Oka Y, Katagiri H.
  • Journal Title: Endocrinology 148 Pages: 2006-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increased hepatic expression of ganglioside-specific sialidase, NEU3, improves insulin sensitivity and glucose tolerance in mice. (2007)
  • Author(s): Yoshizumi S, Suzuki S, Hirai M, Hinokio Y, Yamada T, Yamada T, Tsunoda U, Aburatani H, Yamaguchi K, Miyagi T, Oka Y
  • Journal Title: Metabolism. 56・3 Pages: 420-429
• [Journal Article] Involvement of apolipoprotein e in excess fat accumulation and insulin resistance. (2007)
  • Author(s): Gao J, Katagiri H, Ishigaki Y, Yamada T, Ogihara T, Imai J, Uno K, Hasegawa Y, Kanzaki M, Yamamoto TT, Ishibashi S, Oka Y
  • Journal Title: Diabetes. 56・1 Pages: 24-33
• [Journal Article] Cold exposure suppresses serum adiponectin levels through sympathetic nerve activation in mice. (2006)
  • Author(s): Imai J*, Katagiri H*, Yamada T*(*co-first author), Ishigaki Y, Ogihara T, Uno K, Hasegawa Y, Gao J, Ishihara H, Sasano H, Oka Y
  • Journal Title: Obesity (Silver Spring). 14・7 Pages: 1132-1141
• [Journal Article] Neuronal pathway from the liver modulates energy expenditure and systemic insulin sensitivity. (2006)
  • Author(s): Uno K*, Katagiri H*, Yamada T*(*co-first author), Ishigaki Y, Ogihara T, Imai J, Hasegawa Y, Gao J, Kaneko K, Iwasaki H, Ishihara H, Sasano H, Inukai K, Mizuguchi H, Asano T, Shiota M, Nakazato M, Oka Y
  • Journal Title: Science. 312・5780 Pages: 1656-1659
• [Journal Article] Signals from intra-abdominal fat modulate insulin and leptin sensitivity through different mechanisms : neuronal involvement in food-intake regulation. (2006)
  • Author(s): Yamada T*, Katagiri H*, Ishigaki Y*(*co-first author), Ogihara T, Imai J, Uno K, Hasegawa Y, Gao J, Ishihara H, Niijima A, Mano H, Aburatani H, Asano T, Oka Y
  • Journal Title: Cell Metab. 3・3 Pages: 223-229
• [Presentation] Neuronal pathway from the liver modulates energy expenditure and systemic insulin sensitivity. (2007)
  • Author(s): Tetsuya Yamada, Hideki Katagiri, Kenji Uno, Yoshitomo Oka
  • Organizer: 5th congress of the international society for autonomic neuroscience
  • Place of Presentation: Kyoto
  • Year and Date: 2007-10-08
• [Presentation] 自律神経を介する協調的エネルギー代謝調節機構 (2007)
  • Author(s): 山田哲也、片桐 秀樹、岡 芳知
  • Organizer: 第50回日本糖尿病学会年次学術集会(シンポジウム9:過栄養時代の代謝情報臓器ネットワークの新展開)
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-05-25
• [Presentation] Autonomic nerve circuits modulate energy and glucose metabolism (2007)
  • Author(s): Tetsuya Yamada, Hideki Katagiri
  • Organizer: Okazaki Symposium 2007 on Obesity and Diabetes
  • Place of Presentation: Okazaki
  • Year and Date: 2007-04-15