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Elucidation of the molecular mechanism of excessive fructose intake-induced metabolic disorders using fatty acid synthase-deficient mice

Research Project

Project/Area Number 22K17790
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionNational Center for Global Health and Medicine

Principal Investigator

Matsukawa Toshiya  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員 (00817653)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywordsフルクトース / 肝臓 / 2型糖尿病 / 非アルコール性脂肪性肝疾患 / インスリン抵抗性 / 脂肪酸合成酵素 / シグナル伝達 / Western diet / 代謝障害 / 脂肪肝 / Fatty acid synthase
Outline of Research at the Start

果糖の過剰摂取による脂肪肝合併2型糖尿病の発症には、肝臓におけるインスリンの作用不全(インスリン抵抗性)や脂肪酸の新規合成(de novo lipogenesis,DNL)の関与が想定されている。脂肪酸合成酵素 (fatty acid synthase;FAS)はDNLの中心的な酵素であり、果糖摂取過多により肝臓で発現が増加することから、その肝インスリン抵抗性・脂肪肝に対する病因的役割が想定されるが、その役割は未解明である。
本研究は、果糖による脂肪肝合併2型糖尿病におけるFASの役割をFASの肝臓特異的欠損マウスを用いて生化学的、分子生物学的解析により明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we evaluated the role of fatty acid synthase (FAS), which plays a central role in de novo lipogenesis, in high sucrose high fat diet (HSHF diet)-induced obesity and type 2 diabetes.
Firstly, we generated liver-specific FAS-deficient mice. Mice were fed with the HSHF diet to induce obesity and type 2 diabetes. In the results, the insulin resistance, fatty liver, and liver damage induced by the HSHF diet were ameliorated by the FAS deficiency. At this time, the insulin signaling in the liver and skeletal muscle were enhanced. Furthermore, tamoxifen-induced liver-specific FAS-deficient mice showed that insulin resistance and fatty liver improved when FAS was deficient after pathogenesis, indicating a therapeutic effect of subacute FAS deficiency.
These results indicate that inhibition of FAS may be a potential therapeutic target for the treatment of Western-style obesity, which has been on the rise in Japan in recent years.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

フルクトースの過剰摂取によって引き起こされるインスリン抵抗性や脂肪肝などを症状とする脂肪肝合併2型糖尿病は脂肪酸合成酵素の阻害で治療・改善できることから、脂肪酸合成酵素の抑制は近年我が国で増加にある欧米型肥満に対する治療標的となる可能性を示している。

Report

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

    (6 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Hepatic FASN deficiency differentially affects nonalcoholic fatty liver disease and diabetes in mouse obesity models2023

    • Author(s)
      Matsukawa Toshiya、Yagi Takashi、Uchida Tohru、Sakai Mashito、Mitsushima Masaru、Naganuma Takao、Yano Hiroyuki、Inaba Yuka、Inoue Hiroshi、Yanagida Keisuke、Uematsu Masaaki、Nakao Kazuki、Nakao Harumi、Aiba Atsu、Nagashima Yoji、Kubota Tetsuya、Kubota Naoto
    • Journal Title

      JCI Insight

      Volume: 8 Issue: 17

    • DOI

      10.1172/jci.insight.161282

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] グルカゴン応答性メチル化酵素の糖尿病肝における役割の解明2023

    • Author(s)
      ○松川 隼也, 長沼 孝雄, 満島 勝, 松本 道宏
    • Organizer
      第31回日本医学会総会 6NCリトリートポスターセッション
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝臓特異的な脂肪酸合成酵素の抑制は肥満の成因依存的にNAFLDと糖尿病を改善する2023

    • Author(s)
      ○松川 隼也, 長沼 孝雄, 満島 勝, 松本 道宏
    • Organizer
      第44回日本肥満学会第41回日本肥満症治療学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] グルカゴン応答性メチル化酵素を介した肝糖新生制御機構2022

    • Author(s)
      松川 隼也、長沼 孝雄、満島 勝、松本 道宏
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] グルカゴン応答性メチル化酵素SETXはアセチル化酵素GCN5を介して肝糖新生を制御する2022

    • Author(s)
      松川 隼也、長沼 孝雄、満島 勝、酒井 真志人、春日 雅人、松本 道宏
    • Organizer
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] グルカゴン応答性メチル化酵素SETXはGCN5のメチル化を介して肝糖新生を制御する2022

    • Author(s)
      松川 隼也、長沼 孝雄、満島 勝、松本 道宏
    • Organizer
      第36回日本糖尿病・肥満動物学会年次学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2025-01-30  

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