細胞内代謝がもたらすエピゲノムによるベージュ脂肪細胞の分化・熱産生制御機構
| Project/Area Number |
22K16415
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
長野 学 広島大学, 病院(医), 助教 (40838786)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ベージュ脂肪細胞 / エピゲノム / ヒストンアセチル化 / 熱産生脂肪細胞 / 褐色脂肪細胞 / 生活習慣病 |
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| Outline of Research at the Start |
エネルギー消費機能をもつ熱産生脂肪細胞の活性化が肥満や耐糖能異常を改善しうるとの報告がある。ヒト熱産生脂肪細胞の大部分が、本来熱産生能を持たない白色脂肪組織中に慢性寒冷刺激など環境因子によって誘導されるベージュ脂肪細胞の特徴を持つことから、ベージュ脂肪細胞誘導を制御する分子機構の解明が肥満や糖尿病の病態解明や治療応用に繋がると期待されている。環境変化に適応する際に配列変更を伴わずに遺伝子発現を制御するエピゲノムが、ベージュ脂肪細胞の誘導に関わると考えられるが、詳細は不明である。本研究では、ベージュ脂肪細胞誘導に関わるエピゲノムの解明、その分子機構が与える生体内エネルギー代謝への影響を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、ベージュ脂肪細胞の分化誘導や熱産生遺伝子発現活性化に重要な役割を果たすと報告されているPRDM16複合体が、転写活性化に重要な役割を果たすとされるエピゲノム ヒストンアセチル化に関わっていると考え、LC-MS/MSを用いた網羅的プロテオーム解析を実施した。その結果、新規構成因子としてアセチルCoA産生酵素を同定した。そこで、その新規因子が熱産生遺伝子発現活性化や、ベージュ脂肪細胞の分化誘導に与える影響をin vitro、in vivoの両面から検証している。
in vitroでの影響について、新規同定因子が核内のアセチルCoAとヒストンアセチル化に与える影響を検証した。ベージュ脂肪細胞から核を単離し、アセチルCoA産生に必要な基質を投与すると、野生型では基質の投与によって増強するヒストンのアセチル化が、新規同定因子ノックダウン群では低下していた。
in vivoでの影響について、脂肪組織特異的に新規同定因子ノックアウトマウスを作製する目的で、Adipoq-CreERT2マウスと新規同定因子floxマウスとを交配し、タモキシフェンを投与することでノックアウト可能となるモデルマウスを作製した。ノックアウトマウスでは対照群と比較し、急激な寒冷曝露に対する耐性が低下していた。また、ノックアウトマウスでは褐色脂肪組織において熱産生遺伝子群の発現が有意に低下していた。
また、ヒトでの影響を検証する目的で、高度肥満症患者を対象に実施している腹腔鏡下スリーブ状胃切除術実施時に皮下脂肪組織サンプルを採取し、目下集積中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
クロマチン免疫沈降実験に用いていた抗体で、S/N比が想定以上に低下した影響で、新たに新規同定因子にタグを付加した蛋白発現細胞の作製から開始した。しかし、作製細胞の脂肪細胞への分化度が低く、新たに不死化前駆脂肪細胞から作製し直しているため遅れが発生している。
また、慢性寒冷刺激実験を再検したところ、刺激途中に絶命するマウスが現れたため、コホート作製と寒冷条件の見直しを行っている影響で遅れが発生している。
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| Strategy for Future Research Activity |
高い分化能をもった細胞を作製でき次第、予定しているクロマチン免疫沈降実験を遂行するとともに、タグ付き蛋白導入細胞でタグ抗体によるクロマチン免疫沈降実験を実施する。
また、vivoにおいては慢性寒冷刺激条件を改めて設定し、再実験を行う。並行して、高脂肪食負荷による食事誘導性肥満モデルにおける、各種代謝パラメータを検証する実験を行う。
また、ヒトサンプルの集積を進め、15-20サンプル集まった段階でmRNA抽出と解析を開始する。
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Report
(1 results)
Research Products
(10 results)
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[Journal Article] NFIA determines the cis-effect of genetic variation on Ucp1 expression in murine thermogenic adipocytes2022
Author(s)
Hiraike Y, Tsutsumi S, Wada T, Oguchi M, Saito K, Nakamura M, Ota S, Koebis M, Nakao H, Aiba A, Nagano G, Ohno H, Oki K, Yoneda M, Kadowaki T, Aburatani H, Waki H, Yamauchi T.
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Journal Title
iScience
Volume: 25
Issue: 8
Pages: 104729-104729
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 熱産生脂肪細胞機能制御による肥満症治療応用への可能性2022
Author(s)
大野晴也, 長野学, 江草玄太郎, 佐川純司, 新上寛子, 山本祐太郎, 姫野菜津美, 馬場隆太 , 小武家和博, 沖健司, 米田真康
Organizer
第43回日本肥満学会・第40回日本肥満症治療学会学術集会
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Invited
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