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食事誘導熱産生における褐色脂肪組織の役割と神経・内分泌機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22K11772
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

斉藤 昌之  北海道大学, 獣医学研究院, 名誉教授 (80036441)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松下 真美  天使大学, 看護栄養学部, 講師 (60517316)
岡松 優子  北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (90527178)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords褐色脂肪組織 / 食事誘導熱産生 / 交感神経 / 消化管ホルモン
Outline of Research at the Start

1日のエネルギー消費の約10%は食事摂取後に見られる非震え食事誘導熱産生(DIT)による。寒冷刺激時におこる非震え熱産生(CIT)については交感神経により活性化される褐色脂肪が重要な役割を果たしているが、DITのメカニズムについては不明の点が多い。本研究では、健常成人を対象に様々な試験食を摂取した時のDITを測定するとともに、交感神経活動や消化管ホルモン動態を追跡し、各被験者の褐色脂肪活性やCITとの関係を解析することによって、DITにおける褐色脂肪の役割と関与する神経・内分泌因子を解明する。本研究によって、褐色脂肪をターゲットにした肥満・メタボ対策への新たな手掛かりを得たい。

Outline of Annual Research Achievements

肥満対策には食事エネルギー摂取に加えてエネルギー消費の制御も重要である。ヒトの1日エネルギー消費の約10%は食事摂取後に見られる非震え食事誘導熱産生(DIT)による。褐色脂肪は非震え熱産生の部位の一つである。本研究では、DITにおける褐色脂肪の役割と関与する神経・内分泌因子を解明することを目的に、健常成人を対象に様々な試験食を摂取した時のDITを測定するとともに、交感神経活動や消化管ホルモン動態を測定・評価した。特に今年度は被験者・サンプル数を増やして以下の研究を実施し、前年度までの結果と併せて解析した。
1,呼気分析法によりDITを測定し褐色脂肪活性との関係を解析したところ、高糖質食摂取後のDITは褐色脂肪活性と正相関し、DITの約50%が褐色脂肪に依存することが判明したが、このような正相関は高脂肪食や高蛋白質の摂取後には認められなかった。なお、高糖質食中の主成分であるグルコースを単独摂取後のDITも測定したが、褐色脂肪活性との関連は認められなかった。
2,高糖質食と高脂肪食摂取後に採血し、ノルアドレナリン(交感神経活動の指標)、アドレナリン(副腎髄質機能の指標)、セクレチン(褐色脂肪を直接活性化すると報告されている消化管ホルモン)、GIP (褐色脂肪を抑制すると報告されている消化管ホルモン)などの血中動態を調べたところ、食後わずかに上昇する傾向が見られたが、いずれも2種の試験食による違いは認められなかった。なお、血中インスリンは高脂肪食に較べて高糖質食の方が高値を示したが、褐色脂肪活性との関連は認められなかった。
以上により、高糖質食摂取後の褐色脂肪依存的DITに対しては、交感神経、セクレチン、GIP、インスリン以外の因子の関与が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

以下のように、進捗はやや遅れている。

1,ヒトの褐色脂肪活性は個人差が大きく、しかも温暖期に低く寒冷期に高くなるので、全ての実験は寒冷期(1~2月)に実施する必要がある。必要十分な被験者数・サンプル数を確保するために、従来は、予め前年度の寒冷期に褐色脂肪活性を測定しておき、その内から適任者を選抜して次年度にDITや血液成分を測定してきた。本研究課題がスタートした当初は、新型コロナウイルス感染症蔓延の影響により被験者数が確保できずに研究自体の進捗が大幅に遅れてしまったが、今年度は計画していた被験者・サンプル数を確保でき、必要な実験をほぼ行うことができた。

2,しかしながら、消化管ホルモンの測定法(ELISA)のトラブルなどにより、得られた血液サンプルの成分測定に時間を要してしまい、解析結果の確定や公表(学会発表、論文発表など)までには至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

1,前年度までに得られた測定結果について、適切な統計解析法を用いて確定する。

2,成果を関連学会(日本栄養・食糧学会、日本肥満学会など)で発表するとともに、学術誌(J Nutr Sci Vitaminol, Int J Obes, Front Nutr など)に投稿・発表する。

Report

(3 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] BCAA-nitrogen flux in brown fat controls metabolic health independent of thermogenesis2024

    • Author(s)
      Verkerke ARP, Wang D, Yoshida N, Taxin ZH, Shi X, Zheng S, Li Y, Auger C, Oikawa S, Yook JS, Granath-Panelo M, He W, Zhang GF, Matsushita M, Saito M, Gerszten RE, Mills EL, Banks AS, Ishihama Y, White PJ, McGarrah RW, Yoneshiro T, Kajimura S
    • Journal Title

      Cell

      Volume: 187 Issue: 10 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.cell.2024.03.030

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genetic evidence for involvement of β2-adrenergic receptor in brown adipose tissue thermogenesis in humans2024

    • Author(s)
      Ishida Yuka、Matsushita Mami、Yoneshiro Takeshi、Saito Masayuki、Fuse Sayuri、Hamaoka Takafumi、Kuroiwa Miyuki、Tanaka Riki、Kurosawa Yuko、Nishimura Takayuki、Motoi Midori、Maeda Takafumi、Nakayama Kazuhiro
    • Journal Title

      International Journal of Obesity

      Volume: - Issue: 8 Pages: 1110-1117

    • DOI

      10.1038/s41366-024-01522-6

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association between thermogenic brown fat and genes under positive natural selection in circumpolar populations2024

    • Author(s)
      Ishida Yuka、Matsushita Mami、Yoneshiro Takeshi、Saito Masayuki、Nakayama Kazuhiro
    • Journal Title

      Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 43 Issue: 1 Pages: 19-19

    • DOI

      10.1186/s40101-024-00368-1

    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mevalonate biosynthesis pathway regulates the development and survival of brown adipocytes2023

    • Author(s)
      Kwon Jungin、Yeh Yu-Sheng、Kawarasaki Satoko、Minamino Hiroto、Fujita Yoshihito、Okamatsu-Ogura Yuko、Takahashi Haruya、Nomura Wataru、Matsumura Shigenobu、Yu Rina、Kimura Kazuhiro、Saito Masayuki、Inagaki Nobuya、Inoue Kazuo、Kawada Teruo、Goto Tsuyoshi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Issue: 3 Pages: 106161-106161

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106161

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Thermogenic Brown Fat in Humans: Implications in Energy Homeostasis, Obesity and Metabolic Disorders2023

    • Author(s)
      Saito Masayuki、Okamatsu-Ogura Yuko
    • Journal Title

      The World Journal of Men's Health

      Volume: 41 Issue: 3 Pages: 489-507

    • DOI

      10.5534/wjmh.220224

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 食品成分によるTRPチャネルの活性化と褐色脂肪組織を介した肥満予防2023

    • Author(s)
      松下真美、米代武司、斉藤昌之
    • Journal Title

      肥満研究

      Volume: 29 Pages: 24-30

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] 褐色脂肪組織による熱産生と体温・代謝調節2023

    • Author(s)
      斉藤昌之
    • Journal Title

      Medical Science Digest

      Volume: 50 Pages: 22-25

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] ヒト褐色脂肪組織の変動要因と肥満・メタボリックシンドローム2023

    • Author(s)
      斉藤昌之
    • Journal Title

      Bioindustry(バイオインダストリー)

      Volume: 40 Pages: 2-9

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Journal Article] Selenoprotein P-mediated reductive stress impairs cold-induced thermogenesis in brown fat2022

    • Author(s)
      Oo Swe Mar、Oo Hein Ko、Takayama Hiroaki、Ishii Kiyo-aki、Takeshita Yumie、Goto Hisanori、Nakano Yujiro、Kohno Susumu、Takahashi Chiaki、Nakamura Hiroyuki、Saito Yoshiro、Matsushita Mami、Okamatsu-Ogura Yuko、Saito Masayuki、Takamura Toshinari
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 38 Issue: 13 Pages: 110566-110566

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110566

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Brown adipose tissue-associated postprandial thermogenesis in humans: Different effects of isocaloric meals rich in carbohydrate, fat, and protein2022

    • Author(s)
      Aita S, Matsushita M*, Yoneshiro T, Hatano T, Kameya T, Ohkubo I, Saito M
    • Journal Title

      Front Endocrinol

      Volume: 9 Pages: 1040444-1040444

    • DOI

      10.3389/fnut.2022.1040444

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ヒト褐色脂肪組織の全身代謝改善作用とそのメカニズム2022

    • Author(s)
      斉藤昌之
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 280 Pages: 1134-1138

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト褐色脂肪組織の個人差:年齢と性の影響2024

    • Author(s)
      斉藤昌之、松下真美、米代武司、酒井寿郎
    • Organizer
      第45回日本肥満学会
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 妊娠前の親の寒冷曝露が子の褐色脂肪組織の非震え熱産生に与える影響2023

    • Author(s)
      松下真美、会田さゆり、米代武司、斉藤昌之
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 新規βアドレナリン刺激応答性UCP1発現誘導調節遺伝子の探索および評価2023

    • Author(s)
      川原﨑聡子, 瀬尾茂人, 岡松優子, 高橋春弥、野村亘, 神戸大朋, 木村和弘, 斉藤昌之, 松田秀雄, 井上和生, 後藤剛
    • Organizer
      第44回日本肥満学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 寒冷地域で自然選択を受けた遺伝子多型の褐色脂肪組織活性への影響の検証2023

    • Author(s)
      石田悠華、松下真美、米代武司、斉藤昌之、 中山一大
    • Organizer
      第44回日本肥満学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト褐色脂肪組織:研究の現状と課題2023

    • Author(s)
      斉藤昌之
    • Organizer
      生理学研究所 温度生理学研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Human brown fat: a tissue preventive against obesity and metabolic diseases2022

    • Author(s)
      Masayuki Saito
    • Organizer
      22nd International Congress of Nutrition
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ヒト褐色脂肪組織と妊娠前の親の寒冷曝露:FDG-PETとNIR-TRSでの評価2022

    • Author(s)
      米代武司,松下真美,布施沙由理,黒岩美幸,黒澤裕子,山本恭子,飯田誠,隈健一,中村尚,浜岡隆文,酒井寿郎,斉藤昌之
    • Organizer
      第43回日本肥満学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト褐色脂肪組織と妊娠前の親の寒冷曝露:非震え熱産生からの評価2022

    • Author(s)
      松下真美、会田さゆり、米代武司、斉藤昌之
    • Organizer
      第43回日本肥満学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-12-26  

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