Elucidation of the mechanisms of alleviation of insulin resistance and hepatic steatosis by modulating cholesterol metabolism in myeloid cells
Project/Area Number |
19H03712
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
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Research Institution | Jichi Medical University |
Principal Investigator |
石橋 俊 自治医科大学, 医学部, 教授 (90212919)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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Keywords | コレステロール / マクロファージ / 肥満 / インスリン抵抗生 / 脂肪肝 / インスリン抵抗性 / 炎症 |
Outline of Research at the Start |
単球・マクロファージ等の免疫細胞は2型糖尿病や脂肪肝/NASHの病態形成に密接に関連する。骨髄細胞(単球・マクロファージと好中球)特異的にHMG-CoA還元酵素(HMGCR)を除去したマウス(LysM-Hmgcr)では、動脈硬化、インスリン抵抗性および脂肪肝の改善が確認された。マクロファージ機能の変化、インスリン抵抗性と脂肪肝の改善をもたらす機序の解明を目指す。単球・マクロファージのコレステロール代謝とインスリン抵抗性・脂肪肝との関係が明らかになれば、ここを標的にした新しい治療法の開発につながる可能性がある。
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Outline of Annual Research Achievements |
骨髄細胞(単球・マクロファージと好中球)特異的にHMG-CoA還元酵 素(HMGCR)を除去したマウス(M-HmgcrKO)ではインスリン抵抗性および脂肪肝の改善が確認された。 1)8週齢雄マウスを60%kcalラード含有高脂肪食(HFD)または12%kcal脂肪含有普通食(NCD)で24週間飼育した。肝臓のTG含量はM-HmgcrKOはfloxedHmgcrの役50%に抑制された。精巣上体脂肪組織(eWAT)とは異なり、肝臓におけるF4/80陽性細胞数は両群間に有意差はなかった。RT-qPCRで遺伝子発現量を比較した。NCDに比較してHFDではCd206の発現が有意に低下した。一方、F4/80, Cd68, Cd11c, Tnfa, Il-1b, Il-6, Mcp-1の発現はHFDとNCD間で有意差はなかった。それぞれの食餌で、全ての遺伝子発現はM-HmgcrKOとfloxedHmgcrの間に有意差は認められなかった。 2)Boyden chamberを用いてMCP-1に対する遊走脳能を比較した。M-HmgcrKO由来のチオグリコール酸誘導腹腔マクロファージ(TGEMs)の遊走能はfloxedHmgcr由来のTGEMsに比較して有意に低下していた。この低下はsqualeneやFPPの添加では回復しないが、メバロン酸と GGPP添加で完全に回復した。 3)eWATにおけるF4/80とKi67との共陽性細胞数とF4/8とTUNEL共陽性細胞数はM-HmgcrKOとfloxedHmgcrとの間に有意差は認められなかった。 以上の結果から、HMGCRの欠損はGGPP欠乏の結果、単球・マクロファージの遊走能が低下し、その結果eWATのマクロファージ数が減少し、インスリン抵抗性が改善すると考えられた。この効果は肝臓では確認されなかった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
HFD飼育時のM-HmgcrKOの表現型解析は順調に進行している。 予備実験から想定された脂肪肝改善効果やマクロファージの機能変化の分子メカニズムに関する検討はやや不十分である。TGEMsのラフトを単離する実験や組織のセラミド含量やRNAseq解析が未着手である。
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Strategy for Future Research Activity |
1)TGEMsのsmall G蛋白(Ras、Rac1、RhoA、RhoB、Cdc42)やRabファミリーやCCR2に共役するGγのGGPP化を評価する。 2)Triton X100不溶分画(DRMs)またはショ糖密度勾配超遠心によりラフトを調整して、脂質組成を酵素法と質量分析法で 、蛋白分布をWestern blot法で評価する。 3)ステロール経路と非ステロール経路の関与を分離するためマクロファージ特異的なスクワレン合成酵素(Sqs)欠損マウスを作成し、HmgcrKOに行ったのと同様の解析を進める。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Leptin sensitizing effect of 1,3-butanediol and its potential mechanism2021
Author(s)
Masayo Isoda, Ken Ebihara, Nagisa Sawayama, Akiko Murakami, Chihiro Ebihara, Koji Shibuya, Akihito Takei, Shoko Takei, Tetsuji Wakabayashi, Daisuke Yamamuro , Manabu Takahashi, Shuichi Nagashima, Shun Ishibashi
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Journal Title
Sci Report
Volume: 11
Issue: 1
Pages: 17691-17691
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] β-Cell-specific deletion of HMG-CoA (3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A) reductase causes overt diabetes due to reduction of β-cell mass and impaired insulin secretion.2020
Author(s)
Takei Shoko, Nagashima Shuichi, Takei Akihito, Yamamuro Daisuke, Wakabayashi Tetsuji, Murakami Akiko, Isoda Masayo, Yamazaki Hisataka, Ebihara Chihiro, Takahashi Manabu, Ebihara Ken, Dezaki Katsuya, Takayanagi Yuki, Onaka Tatsushi, Fujiwara Ken, Yashiro Takashi, Ishibashi Shun
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Journal Title
Diabetes
Volume: 69
Issue: 11
Pages: 2352-2363
DOI
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