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Metabolic regulation of human brown adipose tissues by Opsin3 in light-independent manner

Research Project

Project/Area Number 20K09887
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57010:Oral biological science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Sato Mari  北海道大学, 歯学研究院, 准教授 (40546488)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
KeywordsOpsin3 / 褐色脂肪 / Opn3-KOヒト褐色脂肪細胞
Outline of Research at the Start

本研究ではヒト褐色脂肪におけるOpn3の役割を調べる。野生型およびOpn3 knock-out (KO)ヒト褐色脂肪細胞を用いたRNA-seq解析はすでに終了しており、興味深いことに、ヒトでは光に依存しないシグナル経路がOpn3を介した褐色脂肪の代謝制御に重要であることが示された。光非依存性のOpn3の役割はこれまでにもいくつかの論文で示唆されてきたものの、未だ解明が遅れているホットな研究領域である。すなわち、本研究では光に依存しない全く新しいOpn3の役割を紐解くことが重大なテーマである。RNA-seq解析の結果をもとに、光非依存的にヒトOpn3が誘導しうる褐色脂肪の代謝制御システムを明らかにすることが本研究の目的である。

Outline of Final Research Achievements

To analyze the role of light-independent Opsin3 functions in human brown adipose tissues, Opsin3 knock-out human brown adipocytes were established. Opsin3 regulated mitochondrial uncoupling protein-1 (UCP1) expression and Glut1-mediated glucose intake in light-independent manner. RNA-sequencing analysis identified that Opsin3 regulated various metabolic signaling to induce brown adipocytes function in energy expenditure.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は光受容体であるOpsin3をターゲットとした従来にない全く新しい褐色脂肪の活性化法の提案を目指すものである。Opsin3と褐色脂肪に関する報告はまだ少なく、さらにOpsin3の光刺激に依存しない褐色脂肪の新規活性化刺激の研究は代謝研究の新たな領域を切り開くものである。ヒトOpsin3について光依存性のみならず光非依存性の役割をも明らかにし、Opsin3のbi-functionalな役割を褐色脂肪の代謝メカニズムとともに示すことは、肥満や糖尿病といた代謝疾患における新たな予防・治療法の確立に有用であると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Joslin Diabetes Center(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Significance and Application of Light Therapy Based on Photoreceptors to the Regulation of Fat Metabolism2021

    • Author(s)
      Mari Sato
    • Journal Title

      Current Oral Health Reports

      Volume: 8 Pages: 84-89

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cell-autonomous light sensitivity via Opsin3 regulates fuel utilization in brown adipocytes2020

    • Author(s)
      Sato Mari、Tsuji Tadataka、Yang Kunyan、Ren Xiaozhi、Dreyfuss Jonathan M.、Huang Tian Lian、Wang Chih-Hao、Shamsi Farnaz、Leiria Luiz O.、Lynes Matthew D.、Yau King-Wai、Tseng Yu-Hua
    • Journal Title

      PLOS Biology

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: 3000630-3000630

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3000630

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Glucose metabolism influences the adaptive response of osteocytes to mechanical stimuli via Ccn12022

    • Author(s)
      佐藤 真理, 田村 正人
    • Organizer
      第40回日本骨代謝学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Light sensitivity of brown adipose tissue via photoreceptor Opsin32021

    • Author(s)
      Mari Sato
    • Organizer
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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