Elucidation of new adipocyte functions controlled by sulfur respiration
| Project/Area Number |
22K11796
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
海野 雄加 東北大学, 医学系研究科, 助教 (30433212)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤池 孝章 東北大学, 医学系研究科, 教授 (20231798)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 脂肪細胞 / 脂肪滴 / 超イオウ分子 / 硫黄メタボローム / 一酸化窒素合成酵素 / 脂質過酸化 / ケミカルバイオロジー / 酸化ストレス / 中性脂肪 / 超硫黄分子 / 肥満 / 糖尿病 |
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| Outline of Research at the Start |
応募者らは、ミトコンドリア呼吸鎖に共役して、硫黄代謝物を利用してエネルギーを作り出すエネルギー産生系（硫黄呼吸）を見出し報告している。硫黄呼吸は嫌気的（低酸素状態）でも好気的な環境においても生体に必須なエネルギー代謝であり、様々な病態や組織でその利用が認められているが、脂肪細胞/脂肪組織での硫黄呼吸の利用の有無やその病態学的意義は明らかになっていない。
本研究の目的は、脂肪細胞/脂肪組織における硫黄呼吸経路に着目し、その生理機能の全貌を明らかにすることである。脂肪細胞/脂肪組織内で硫黄呼吸経路の有無とその詳細が明らかとなれば、これまでのエネルギー代謝の概念を転換させる画期的な研究となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、ミトコンドリア呼吸鎖に共役して、硫黄代謝物を利用してエネルギーを作り出すエネルギー産生系（硫黄呼吸）を見出し報告している（Akaike T, et al, 2017, Nat. Commun.）。硫黄呼吸は嫌気的（低酸素状態）でも好気的な環境においても生体に必須なエネルギー代謝であり、様々な病態や組織でその利用が認められているが、脂肪細胞/脂肪組織での硫黄呼吸の利用の有無やその病態学的意義は明らかになっていない。本研究の目的は、脂肪細胞/脂肪組織における硫黄呼吸経路に着目し、その生理機能の全貌を明らかにすることである。
我々は、すでに確立して報告されている超硫黄メタボローム解析技術（Ida T, Akaike T, et al, 2014, Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.）を基盤として、サンプルの調製方法に工夫を凝らし、多くの脂肪滴・中性脂肪で満たされている脂肪細胞や脂肪組織へと適用を拡大することに成功した。
脂肪細胞への分化能を有したマウス胎児由来株化細胞3T3-L1を用いて、質量分析に基づく超硫黄分子種の精密同定・定量法のみならず、ラマンイメージング分光法を利用した硫黄の代謝状態を評価する計測技術の確立に成功した。
3T3-L1脂肪細胞から単離した脂肪滴と人工脂肪滴を利用したin vitroの系において、脂肪滴中に存在する超硫黄分子種が脂質過酸化反応を抑制する効果があることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
脂肪細胞や脂肪組織に存在する超硫黄分子種の解析手法の確立に成功した。また、超硫黄分子種が脂肪滴での脂質過酸化反応を抑制することを証明した。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々のグループは、超硫黄分子種がミトコンドリアで生成されることを見出し報告している（Akaike T, et al, 2017, Nat. Commun.）。ミトコンドリアで生成した超硫黄分子種がどのように脂肪滴に取り込まれて貯蔵されるのか、また、脂肪滴で安定に貯蔵されている超硫黄分子種がどのように取り出されて利用されるのか、超硫黄分子種の制御機構を明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Presentation] Physiological formation and function of supersulfide, cyclic octa-sulfur in adipocytes2023
Author(s)
Yuka Unno, Tetsuro Matsunaga, Uladzimir Barayeu, Seiryo Ogata, Minkyung Jung, Tomoaki Ida, Tsuyoshi Takata, Michito Yoshizawa, Masanobu Morita, Takaaki Akaike
Organizer
学術変革領域研究「硫黄生物学」第3回領域会議
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