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Correlation between epigenetic control and GPCR focusing on feeding disorders

Research Project

Project/Area Number 19K20143
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

Hamamoto Akie  岐阜大学, 工学部, 助教 (60784197)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsGタンパク質共役型受容体 / ヒストン脱アセチル化酵素 / メラニン凝集ホルモン受容体 / 摂食障害 / メラニン凝集ホルモン / 摂食 / エピジェネティクス / GPCR / 拒食症
Outline of Research at the Start

拒食症をはじめとした摂食障害は生命を脅かす深刻な疾患であるが、その発症メカニズムは不明な点が多い。最近、遺伝性摂食障害の家系においてヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の変異が報告され、エピジェネティクスと摂食障害の関係が注目されている。Gタンパク質共役型受容体(GPCR)は、睡眠、摂食等、生命の根幹に関わるが、一部のGPCRシグナルの下流でHDACが制御されているという報告がある。しかし、摂食関連GPCRとHDACの関係については不明である。そこで、摂食関連GPCRの培養細胞発現系やHDAC阻害剤の投与実験、クロマチン免疫沈降法等を行うことで、摂食関連GPCRとHDACの関係を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Although associated with eating disorders is predicted, the relationship between eating-related G protein-coupled receptors (GPCRs) and histone deacetylases (HDACs) has been completely unknown. Therefore, we focused on the melanin-concentrating hormone receptor (MCHR1), which is an orexigenic GPCR, and analyzed its relationship with HDAC. As a result, the correlation between MCHR1 and HDAC was clarified, and in particular, the involvement of HDAC5, 9 and 10 was shown. Focusing on HDAC10, which is presumed to be co-localized in the brain, the expression decreased and the localization changed due to MCH stimulation. Furthermore, we obtained an interesting result that HDAC10 selectively regulates the Gq pathway in MCHR1-mediated signaling system. It could be a new molecular mechanism for feeding-related GPCRs and epigenetics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

摂食障害は生命を脅かすリスクのある深刻な疾患であるが、その制御機構はいまだ不明確である。摂食におけるエピジェネティクスの関与について、DNAメチル化に関する研究は多数報告されいるが、摂食関連GPCRとHDACの報告はほぼ存在しない。本研究は摂食行動に重要な役割を担うMCHR1に着目し、HDACと相関関係を有しており、お互い発現やシグナル制御に影響を及ぼすことを初めて明らかにした。本研究により摂食関連GPCRとエピジェネティクスの新たな分子機構が解明され、肥満・摂食障害などの新規治療戦略が期待される。

Report

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

    (29 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 5 results) Presentation (20 results)

  • [Journal Article] Thioxothiazolidin derivative, 4‐OST, inhibits melanogenesis by enhancing the specific recruitment of tyrosinase‐containing vesicles to lysosome2021

    • Author(s)
      Isogawa Kenta、Asano Masataka、Hayazaki Masumi、Koga Kenichi、Watanabe Miyu、Suzuki Keiichi、Kobayashi Takahiro、Kawaguchi Kyoka、Ishizuka Akane、Kato Shinya、Ito Hironari、Hamamoto Akie、Koyama Hiroko、Furuta Kyoji、Takemori Hiroshi
    • Journal Title

      Journal of Cellular Biochemistry

      Volume: in press Issue: 6 Pages: 667-678

    • DOI

      10.1002/jcb.29895

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      Kobayashi Y, Hamamoto A, Saito Y
    • Journal Title

      Microscopy

      Volume: 69 Issue: 5 Pages: 277-285

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfaa035

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    • Author(s)
      Irmanida Batubara, Rika Indri Astuti, Muhammad Eka Prastya, Auliya Ilmiawati, Miwa Maeda, Mayu Suzuki, Akie Hamamoto, Hiroshi Takemori
    • Journal Title

      Antioxidants (Basel)

      Volume: 9 Issue: 8 Pages: 719-719

    • DOI

      10.3390/antiox9080719

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    • Author(s)
      Shiimura Yuki、Horita Shoichiro、Hamamoto Akie、Asada Hidetsugu、Hirata Kunio、Tanaka Misuzu、Mori Kenji、Uemura Tomoko、Kobayashi Takuya、Iwata So、Kojima Masayasu
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-020-17554-1

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      Hamamoto A, Isogai R, Maeda M, Hayazaki M, Horiyama E, Takashima S, Koketsu M, Takemori H.
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      Foods

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 73-73

    • DOI

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      BMJ Open Diabetes Res Care.

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: e000898-e000898

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      Saito Y, Hamamoto A, Kobayashi Y.
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      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 154 Issue: 4 Pages: 179-185

    • DOI

      10.1254/fpj.154.179

    • NAID

      130007726233

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
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      Okajima S, Hamamoto A, Asano M, Isogawa K, Ito H, Kato S, Hirata Y, Furuta K, Takemori H.
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      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 509 Issue: 1 Pages: 209-215

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.12.105

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      Kato S, Aoe T, Hamamoto A, Takemori H, Nishikubo T.
    • Journal Title

      Reports

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 15-15

    • DOI

      10.3390/reports2020015

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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