Genetic basis for the variation of thermogensis in humanss
| Project/Area Number |
21H02571
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 45050:Physical anthropology-related
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
中山 一大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90433581)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 昌之 北海道大学, 獣医学研究院, 名誉教授 (80036441)
西村 貴孝 九州大学, 芸術工学研究院, 講師 (80713148)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
|
|---|
| Keywords | ヒトゲノム多様性 / 熱産生能力 / 東アジア人 / 褐色脂肪組織 / 環境適応 / ヒト / ゲノム / 進化 / 寒冷適応 / 飢餓適応 / ゲノム多型 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
ヒトは、高緯度地域に進出した際に低温環境への遺伝的適応を果たしたと考えられている。この遺伝的適応には褐色脂肪組織が関与していたことが支持されている。さらに、褐色脂肪組織による熱産生は、感染症、飢餓、社会ストレス等への適応現象にも寄与していることも明らかになっており、ヒトの熱産生能力の多様化が、寒冷適応のみならず、拡散に伴う社会構造の変化等とも密接に関わっている可能性が浮上してきた。東アジア人を対象とした全ゲノム規模の多型情報による進化遺伝学解析とヒト個体を対象とした詳細な生理実験、そして遺伝型-表現型関連解析を通して、ヒトの熱産生能力の多様化に遺伝的適応が関与した証拠を発見する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
現代人で観察される熱産生機能の多様性の進化基盤を解明する目的で、主要な熱産生器官である褐色脂肪組織の活性の測定実験とゲノムＤＮＡおよび関連する各種表現型情報の収集を、主に東アジア成人を対象に実施した。さらに、収集した試料・情報をもちいて解析から、褐色脂肪組織活性の多様性を規定する遺伝子を発見した。
１）褐色脂肪組織活性測定実験：関東在住の健康な成人男女約30名に対して実施した。参加者は１９℃に維持した実験室で寒冷曝露を受け、その間の体表面温度の変化を、サーマルカメラで測定した。褐色脂肪組織の代表的な局在部位である鎖骨上窩部と、対照部位である胸部の温度の差分をもって被検者の褐色脂肪組織活性を評価した。同時に、身体測定値と生活習慣等に関するアンケート情報も収集した。ゲノムＤＮＡは参加者より供与をうけた唾液より抽出した。前年度から継続して実施している陽電子断層撮影法（ＰＥＴ－ＣＴ）を用いた褐色脂肪組織活性測定実験も、北海道在住の日本人成人男女６４名に対して実施した。
２）褐色脂肪組織活性の個人差に寄与するゲノム領域の探索：βアドレナリン受容体遺伝子（ＡＤＲＢ１～３）の一塩基多型（ＳＮＰ）を対象とした関連解析研究から、β２型受容体をコードするＡＤＲＢ２遺伝子のＳＮＰが、ＰＥＴ－ＣＴで評価した褐色脂肪組織活性と有意に関連していることを発見した。このＳＮＰは、サーマルカメラ実験に参加した別の集団でも褐色脂肪組織活性と関連していた。また、人工気候室を用いた寒冷曝露実験の被験者集団では、褐色脂肪組織活性が高いと想定される遺伝型の保有者は、非保有者にくらべてより高い深部体温を維持し、熱産生の指標である酸素消費量も高いかった。げっ歯類を対象とした研究では、β３型受容体が褐色脂肪組織の機能に深く関わっていることが証明されていたが、今回の成果は、ヒトではβ２型の重要性を示唆するものである。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度までの被験者収集の遅れはほぼ解消され、収集したゲノム試料をもちいた遺伝解析を実施することができた。さらに、予備的に実施したβアドレナリン受容体遺伝子群のＳＮＰの調査から、これまでの主にげっ歯類を対象した細胞生物学的な研究から褐色脂肪組織の熱産生制御に重要な役割を果たすとされてきたＡＤＲＢ３遺伝子ではなく、ＡＤＲＢ２遺伝子がこの経路に強く寄与している可能性が浮上し、ヒトの褐色脂肪組織の進化的な特殊性と遺伝的多様性を考察する上で非常に興味深い成果が得られている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、収集したゲノム試料と各種表現型情報を駆使して、褐色脂肪組織活性の多様性を規定する新規の遺伝子のゲノムワイド探索を実施する。同定される遺伝子領域のゲノム多型情報をもとに、この多様性が形成された進化イベントの実態に迫る予定である。
|
Report
(2 results)
Research Products
(15 results)
