Glucose and lipid metabolism regulated by the endoplasmic reticulum signaling

• Project/Area Number: 22390061
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Pathological medical chemistry
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: OYADOMARI Seiichi 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究センター, 教授 (90502534)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HOSODA Akira 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究セン ター, 特任助教 (50379559) ; OYADOMARI Miho 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究セン ター, 特任助教 (00596158) ; MIYAKE Masato 徳島大学, 疾患プロテオゲノム研究セン ター, 特任助教 (30588976)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000); Fiscal Year 2012: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2011: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2010: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
• Keywords: 小胞体 / ストレス / PERK / eIF2α / 代謝 / 骨格筋 / 褐色脂肪細胞 / 糖代謝 / 脂質代謝 / 体内時計 / 糖尿病 / eIF2αリン酸化 / トランスジェニックマウス / 膵β細胞 / 骨格筋細胞 / 脂肪細胞

Research Abstract

The unfolded protein response (UPR) signal is involved in metabolic regulation. However, the significance of the protein kinase R-like endoplasmic reticulum kinase (PERK) signaling pathway in metabolism remains to be clarified. Our study showthat skeletal muscle-specific PERK activation promotes energy consumption in brown adipose tissue (BAT) and suppresses diet-induced obesity. We reveal that when eIF2αis phosphorylated by PERK, it acts through activating transcription factor 4 (ATF4) to stimulate energy consumption by inducing secretion of the myokine FGF21.

Research Products

• [Journal Article] Brown Rice and Its Component, γ-Oryzanol, Attenuate the Preference for High-Fat Diet by Decreasing Hypothalamic Endoplasmic Reticulum Stress in Mice (2012)
  • Author(s): Kozuka C, Oyadomari S
  • Journal Title: Diabetes Volume: 61 Issue: 12 Pages: 3084-93
  • DOI: 10.2337/db11-1767
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nanosecond pulsed electric fields act as a novel cellular stress that induces translational suppression accompanied by eIF2αphosphorylation and 4E-BP1 dephosphorylation (2012)
  • Author(s): Morotomi-Yano K, Oyadomari S
  • Journal Title: Exp Cell Res Volume: 318 Issue: 14 Pages: 1733-1744
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2012.04.016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CHOP deletion does not impact the development of diabetes but suppresses the early production of insulin autoantibody in the NOD mouse (2011)
  • Author(s): Sato T, Oyadomari S
  • Journal Title: Apoptosis Volume: 16 Issue: 4 Pages: 438-448
  • DOI: 10.1007/s10495-011-0576-2
  • NAID: 120006984789
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of endoplasmic stress protein C/EBP homologous protein in arteriosclerosis acceleration with augmented biological stress responses (2011)
  • Author(s): Gao J, Ishigaki Y, Yamada T, Kondo K, Yamaguchi S, Imai J, Uno K, HasegawaY, Sawada S, Ishihara H, Oyadomari S, Mori M, Oka Y, Katagiri H
  • Journal Title: Circulation Volume: 124 Issue: 7 Pages: 830
  • DOI: 10.1161/circulationaha.110.014050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Influence of the hepatic eukaryotic initiation factor 2alpha (eIF2alpha) endoplasmic reticulum (ER) stress response pathway on insulin-mediated ER stress and hepatic and peripheral glucose metabolism (2011)
  • Author(s): Birkenfeld AL, Oyadomari S
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 286 Issue: 42 Pages: 36163-36170
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.228817
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CHOP deletion does not impact the development of diabetes but suppresses the early production of insulin autoantibody in the NOD mouse (2011)
  • Author(s): Satoh T.
  • Journal Title: Apoptosis Volume: 28 Pages: 438-448
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Induction of liver steatosis and lipid droplet formation in ATF6alpha-knockout mice burdened with pharmacological endoplasmic reticulum stress. (2010)
  • Author(s): Yamamoto K, Takahara K, Oyadomari S, Okada T, Sato T, Harada A, Mori K.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 21 Issue: 17 Pages: 2975-2986
  • DOI: 10.1091/mbc.e09-02-0133
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Induction of liver steatosis and lipid droplet formation in ATF6alpha-knockout mice burdened with pharmacological endoplasmic reticulum stress (2010)
  • Author(s): Yamamoto K.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 21 Pages: 2975-2986
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 小胞体ストレスと糖尿病 (2011)
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第84回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(神戸市)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-04-21
• [Presentation] 小胞体ストレス応答シグナルによる糖・脂質代謝制御機構の解明とその臨床応用 (2010)
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: BMB 2010(第33回分子生物学会年会及び第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 小胞体ストレス応答を介した膵β細胞における脂肪毒性メカニズムの解析 (2010)
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第22回分子糖尿病学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-12-04
• [Presentation] 小胞体ストレス応答シグナルによる代謝制御 (2010)
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第5回臨床ストレス応答学会
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2010-11-20
• [Presentation] The ER stress response as a possible link between metabolism and circadian rhythm (2010)
  • Author(s): Seiichi Oyadomari
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Protein Community ISPC-Nara 2010
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] 小胞体ストレス応答とその破綻による疾患発症-糖尿病を中心に- (2010)
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第43回若手ペプチド夏の勉強会
  • Place of Presentation: 兵庫県洲本市
  • Year and Date: 2010-08-01
• [Presentation] miRNAを介した小胞体ストレス応答はグルコース応答性インスリン分泌に影響する
  • Author(s): 伊藤 太二 他
  • Organizer: 第85回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県）
• [Presentation] miRNA を介した小胞体ストレス応答はグルコース応答性インスリン分泌に重要である
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第85回日本内分泌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（愛知県）
• [Presentation] miRNAを介した小胞体ストレスによる代謝制御－非古典的小胞体ストレス応答ー
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第5回 東京糖尿病治療フォーラム
  • Place of Presentation: 東京会館（東京都）
  • Invited
• [Presentation] 膵β細胞におけるグルコース応答性インスリン分泌低下に小胞体膜の流動性変化と小胞体ストレス応答が影響する
  • Author(s): 倉橋 清衛 他
  • Organizer: 第55回日本糖尿病学会学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] miRNAを介した小胞体ストレス応答はグルコース応答性のインスリン分泌に重要である
  • Author(s): 親泊 政一 他
  • Organizer: 第55回日本糖尿病学会学術集会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] miRNAを介した小胞体ストレス応答制御機構と非古典的小胞体ストレス応答
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: 第12回 日本NO学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県）
  • Invited
• [Presentation] miRNAを介した小胞体ストレス応答による代謝制御―非古典的小胞体ストレス応答―
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: Diabetes Scientific Meeting in Kanazawa
  • Place of Presentation: ホテル日航金沢（石川県）
  • Invited
• [Presentation] 小胞体ストレス応答を標的とした創薬
  • Author(s): 親泊政一
  • Organizer: Bio Japan 2012
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県）
• [Presentation] 骨格筋での小胞体ストレスなどからのeIF2αリン酸化によるエネルギー消費の制御と抗肥満作用
  • Author(s): 三宅 雅人 他
  • Organizer: 第７回小胞体ストレス研究会
  • Place of Presentation: 広島大学医学部（広島県）
• [Presentation] 小胞体ストレス伝達タンパク質ATF6βは成長軟骨細胞の機能成熟に重要である
  • Author(s): 佐藤亮祐 他
  • Organizer: 第７回小胞体ストレス研究会
  • Place of Presentation: 広島大学医学部（広島県）
• [Presentation] 骨格筋での小胞体ストレスなどによる eIF2αリン酸化はエネルギー消費を増大させて肥満を抑制する
  • Author(s): 三宅 雅人 他
  • Organizer: 第７回臨床ストレス応答学会大会
  • Place of Presentation: 東京女子医科大学弥生記念講堂（東京都）
• [Presentation] 骨格筋での小胞体ストレスなどによる eIF2a リン酸化はエネルギー消費を増大させて肥満を抑制する
  • Author(s): 三宅雅人 他
  • Organizer: 第 24 回 分子糖尿病学シンポジウム
  • Place of Presentation: 品川インターシティ（東京都）
• [Presentation] 骨格筋における小胞体ストレスなどからのeIF2αリン酸化はエネルギー消費を制御して食事性肥満を防ぐ
  • Author(s): 三宅 雅人 他
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] DSS誘発性大腸炎モデルを用いたATF6αとATF6βの機能解析
  • Author(s): 高原一菜 他
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] FGFR3遺伝子異常による軟骨異形成症における小胞体ストレスの関与
  • Author(s): 佐藤 亮祐 他
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] 小胞体ストレスなどにより活性化されるPERK-eIF2αリン酸化シグナルによる脂肪細胞機能調節の解明
  • Author(s): 野村 明利 他
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] 飽和脂肪酸による膵β細胞のインスリン分泌低下には小胞体膜流動性の変化による小胞体ストレスが関与し、PERK経路の活性化により改善される
  • Author(s): 倉橋 清衛 他
  • Organizer: 第85回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県）
• [Presentation] Gamma-oryzanol, a major component of brown rice, improves feeding behavior by decreasing hypothalamic endoplasmic reticulum stress in mice.
  • Author(s): Chisayo Kozuka et al
  • Organizer: 第90回 日本生理学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都）
• [Remarks]
  • URL: http://www.genome.tokushima-u.ac.jp/dmb/DMB/homu.html