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Role of FDXR in Iron Metabolism and Glucose Metabolism in Liver

Research Project

Project/Area Number 21K08524
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 InstitutionChiba University

Principal Investigator

Sakuma Ikki  千葉大学, 大学院医学研究院, 特任准教授 (70791721)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 知明  千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords鉄代謝 / 非アルコール性脂肪性肝疾患 / 鉄 / OXPHOS / 非アルコール性脂肪性肝疾 / 糖尿病 / インスリン抵抗性
Outline of Research at the Start

NAFLD患者の約30%に肝鉄過剰蓄積を認め、鉄過剰が肝臓におけるROSの産生やインスリンシグナル障害を起こす。申請者はこれまでに、FDXRに着目し、細胞内の鉄蓄積を誘導することでin vivoにおける肝糖代謝を調節することを見出した。本研究では、「ミトコンドリアの鉄代謝調節分子FDXRの肝臓インスリン抵抗 性制御における役割は何か? 、肝ミトコンドリア細胞の鉄代謝→インスリン標的臓器(肝臓)→糖代謝調節(病態) にどのようなメカニズムで作用するのか?」を明らかにし、肝臓におけるインスリン抵抗性の新たな制御機構のメカニズムの解明、NAFLD治療薬・糖尿病治療薬の開発につなげることを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Non-alcoholic steatohepatitis (NASH) is aggressive phenotype of non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) that is linked to a higher risk of liver-related death. It affects about 30% of NAFLD patients. However, there is currently no officially approved treatment specifically for NASH. Developing treatments based on the underlying disease mechanisms is required. The objective of this work was to investigate the involvement of FDXR, a regulator of mitochondrial iron metabolism, in the regulation of glucose metabolism in the liver and NASH development. The findings of this study indicate that FDXR knockdown in liver leads to the buildup of iron and triglycerides in the liver, heightened oxidative stress, and reduced mitochondrial oxygen consumption, resulting in insulin resistance and glucose intolerance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我が国のNAFLDの有病率は約30%と増加傾向で、肝病態の進展とともに発癌リスクは上昇し、NASHでは約5/1000人・年とされている。新規NASH治療薬の開発は、肝臓がん発症の抑制という社会的、経済的なメリットが期待できる。本研究では、FDXRノックダウンは、肝臓への鉄・中性脂肪蓄積、酸化ストレス亢進、ミトコンドリア機能酸素消費の低下を引き起こし、インスリン抵抗性/耐糖能の悪化を惹起することが示唆された。本研究の成果が、新規NAFLD治療薬・糖尿病治療薬への臨床応用に展開するための基盤になることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (5 results)

  • [Int'l Joint Research] エール大学(米国)

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      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Yale 大学(米国)

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  • [Journal Article] Lysophosphatidic acid triggers inflammation in the liver and white adipose tissue in rat models of 1-acyl-sn-glycerol-3-phosphate acyltransferase 2 deficiency and overnutrition2023

    • Author(s)
      Sakuma Ikki、Gaspar Rafael C.、Luukkonen Panu K.、Kahn Mario、Zhang Dongyan、Zhang Xuchen、Murray Sue、Golla Jaya Prakash、Vatner Daniel F.、Samuel Varman T.、Petersen Kitt Falk、Shulman Gerald I.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 120 Issue: 52

    • DOI

      10.1073/pnas.2312666120

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of genotype?biochemical phenotype correlations associated with fructose 1,6-bisphosphatase deficiency2023

    • Author(s)
      Sakuma Ikki、Nagano Hidekazu、Hashimoto Naoko、Fujimoto Masanori、Nakayama Akitoshi、Fuchigami Takahiro、Taki Yuki、Matsuda Tatsuma、Akamine Hiroyuki、Kono Satomi、Kono Takashi、Yokoyama Masataka、Nishimura Motoi、Yokote Koutaro、Ogasawara Tatsuki、Fujii Yoichi、Ogawa Seishi、Lee Eunyoung、Miki Takashi、Tanaka Tomoaki
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 787-787

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05160-y

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MicroRNA-874 targets phosphomevalonate kinase and inhibits cancer cell growth via the mevalonate pathway2022

    • Author(s)
      Aersilan Alimasi、Hashimoto Naoko、Yamagata Kazuyuki、Yokoyama Masataka、Nakayama Akitoshi、Shi Xiaoyan、Nagano Hidekazu、Sakuma Ikki、Nohata Nijiro、Kinoshita Takashi、Seki Naohiko、Rahmutulla Bahityar、Kaneda Atsushi、Zhahara Siti Nurul、Gong Yingbo、Nishimura Motoi、Kawauchi Shoichiro、Kawakami Eiryo、Tanaka Tomoaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 18443-18443

    • DOI

      10.1038/s41598-022-23205-w

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Liver group 2 innate lymphoid cells regulate blood glucose levels through IL-13 signaling and suppression of gluconeogenesis2022

    • Author(s)
      Fujimoto Masanori、Yokoyama Masataka、Kiuchi Masahiro、Hosokawa Hiroyuki、Nakayama Akitoshi、Hashimoto Naoko、Sakuma Ikki、Nagano Hidekazu、Yamagata Kazuyuki、Kudo Fujimi、Manabe Ichiro、Lee Eunyoung、Hatano Ryo、Onodera Atsushi、Hirahara Kiyoshi、Yokote Koutaro、Miki Takashi、Nakayama Toshinori、Tanaka Tomoaki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1-21

    • DOI

      10.1038/s41467-022-33171-6

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cyclothymic Temperament is Associated with Poor Medication Adherence and Disordered Eating in Type 2 Diabetes Patients: A Case?Control Study2021

    • Author(s)
      Yamamoto Tetsuya、Sakurai Kenichi、Watanabe Masahiro、Sakuma Ikki、Kanahara Nobuhisa、Shiina Akihiro、Hasegawa Tadashi、Watanabe Hiroyuki、Iyo Masaomi、Ishibashi Ryoichi
    • Journal Title

      Diabetes Therapy

      Volume: 12 Issue: 9 Pages: 2611-2624

    • DOI

      10.1007/s13300-021-01121-y

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  • [Presentation] アルドステロン症スクリーニングにおけるレニン測定法の違いとその影響2023

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      瀧 由樹, 河野 貴史, 照山 杏子, 一城 貴政, 河野 聡美, 高 躍, 藤本 真徳, 橋本 直子, 佐久間 一基, 永野 秀和 田中 知明
    • Organizer
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      瀧 由樹, 河野 貴史, 照山 杏子, 一城 貴政, 河野 聡美, 高 躍, 藤本 真徳, 橋本直子, 佐久間一基, 永野秀和, 田中知明
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      瀧 由樹, 河野 貴史, 照山 杏子, 一城 貴政, 河野 聡美, 高 躍, 藤本 真徳, 橋本直子, 佐久間一基, 永野秀和, 田中知明
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      河野聡美, 村田和貴, 藤本真徳, 中山哲俊, 樋口誠一郎, 橋本直子, 佐久間一基, 永野秀和, 田中知明
    • Organizer
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  • [Presentation] クッシング症候群5例におけるオシロドロスタットの有用性の検討2021

    • Author(s)
      橋本直子, 河野聡美, 河野貴史, 樋口誠一郎, 佐久間一基, 永野秀和, 田中知明
    • Organizer
      第31回臨床内分泌代謝Update2021
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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