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Clarifying the role of environment-induced epigenetic change in pancreatic beta-cells in the etiology of obesity

Research Project

Project/Area Number 18K08496
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
Research InstitutionOsaka University (2020)
National Center for Global Health and Medicine (2018-2019)

Principal Investigator

Nammo Takao  大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員 (50594115)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords環境因子 / エピゲノム / 膵島 / 肥満 / 2型糖尿病 / モデルマウス / インスリン分泌 / 遺伝素因 / 転写因子 / エピゲノム治療 / 遺伝子発現 / 肥満症 / 膵ベータ細胞 / エピジェネティクス / トランスクリプトーム
Outline of Final Research Achievements

A range of environmental factors, such as sedentary life style and overfeeding, can cause obesity, while the underlying mechanisms had not been clarified. To address this issue, we performed genome-wide epigenomic analyses of pancreatic islets derived from inbred mouse strains housed under conditions linked to weight gain. ChIP-Seq of H3K27ac, a marker of cis-elements, revealed epigenomic changes in the overweight mice relative to controls. The analyses also identified a binding motif of NRF1 as the most enriched in increased H3K27ac regions in two independent experimental models, suggesting common upstream signals. Since we found a previously uncharacterized role of NRF1 in insulin secretion from pancreatic beta-cells, it was speculated that the environment-induced epigenomic change could be involved in the etiology of obesity. Taken together, we suggest that the epigenomic modulation of beta-cells through mechanisms related to NRF1 could be a potential intervention for obesity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

肥満の臨床像は経過、合併症および内科的治療効果などの点で多様である。食事療法や運動療法に抵抗性の症例には、背景として膵β細胞の自律的な機能変化が関与する可能性を本研究は示唆している。このメカニズムに着目して研究を展開できれば、新たな観点に基づいた肥満治療法に道が拓かれる可能性がある。そして、特に難治症例について患者の負担が軽減されるとともに治療効果が向上する可能性があり、合併疾患の減少を通じて社会的にも医療費削減など重要な成果につながることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Characterization of taste receptor-related G-protein α-gustducin in pancreatic β-cells.2020

    • Author(s)
      Udagawa H, Hiramoto M, Kawaguchi M, Uebanso T, Ohara-Imaizumi M, Nammo T, Nishimura W, Yasuda K.
    • Journal Title

      J Diabetes Investig.

      Volume: In press. Issue: 4 Pages: 814-822

    • DOI

      10.1111/jdi.13214

    • NAID

      120006980550

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genome-wide profiling of histone H3K27 acetylation featured fatty acid signalling in pancreatic beta cells in diet-induced obesity in mice.2018

    • Author(s)
      Nammo T, Udagawa H, Funahashi N, Kawaguchi M, Uebanso T, Hiramoto M, Nishimura W, Yasuda K.
    • Journal Title

      Diabetologia

      Volume: 61 Issue: 12 Pages: 2608-2620

    • DOI

      10.1007/s00125-018-4735-7

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 自然発症糖尿病モデルマウスにおいて環境因子が肝臓エピゲノム・遺伝子発現に及ぼす影響の網羅的検討2020

    • Author(s)
      南茂 隆生、舟橋 伸昭、宇田川陽秀、安田 和基
    • Organizer
      第34回日本糖尿病・肥満動物学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Gata5はグルタチオン-S-トランスフェラーゼの発現を増強させ内臓脂肪の酸化ストレスを調節する2020

    • Author(s)
      宇田川陽秀、舟橋 伸昭、南茂 隆生、平本 正樹、西村 渉、植木浩二郎、安田 和基
    • Organizer
      第34回日本糖尿病・肥満動物学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 自然発症糖尿病モデルマウスにおいて環境因子が膵島エピゲノムに及ぼす影響の網羅的検討2019

    • Author(s)
      南茂 隆生、宇田川陽秀、川口 美穂、舟橋 伸昭、上番増 喬、平本 正樹、西村 渉、安田 和基
    • Organizer
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトNASH肝で高発現するAKR1B15の発現は転写因子NRF2によって正に制御される2019

    • Author(s)
      舟橋 伸昭、宇田川陽秀、南茂 隆生、安田 和基
    • Organizer
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 内臓脂肪組織の酸化ストレス防御機構に対する転写因子Gata5の機能解析2019

    • Author(s)
      宇田川陽秀、舟橋 伸昭、南茂 隆生、平本 正樹、西村 渉、関 洋介、笠間 和典、安田 和基
    • Organizer
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 自然発症糖尿病モデルマウスにおいて環境因子が膵島エピゲノムに及ぼす影響の網羅的検討2019

    • Author(s)
      南茂隆生,宇田川陽秀,舟橋伸昭,川口美穂,上番増喬,平本正樹,西村渉,安田和基
    • Organizer
      第62回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 高脂肪食にて活性増加する膵島cis 調節領域の網羅的検討から見出された結合因子Nuclear respiratory factor 1 (Nrf1)の機能的検討2018

    • Author(s)
      南茂隆生,宇田川陽秀,舟橋伸昭,川口美穂,上番増喬,平本正樹,西村渉,安田和基
    • Organizer
      第61回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks] 国立研究開発法人 国立国際医療研究センター研究所 研究部紹介 代謝疾患研究部

    • URL

      http://www.ri.ncgm.go.jp/department/dia/02/index.html

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      2019 Research-status Report
  • [Remarks] http://drc.ncgm.go.jp/dc002/index.html

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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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