タンパク質・アミノ酸栄養に起因する臓器特異的脂肪蓄積機構に関するエピゲノム解析

• Project/Area Number: 26500002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Integrated Nutrition Science
• Research Institution: Shinshu University (2016); The University of Tokyo (2014-2015)
• Principal Investigator: 成田 りら (大谷) 信州大学, 農学部, 研究員 (60726058)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 久典 東京大学, 総括プロジェクト機構, 特任教授 (40211164)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2015: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 食餌タンパク質 / アルギニン / 尿素サイクル / アポタンパク質 / アセチルCoA / 栄養 / タンパク質 / 脂肪肝

Outline of Annual Research Achievements

ラットに食餌タンパク質の量や質を変化させることで、肝臓特異的に脂肪が蓄積するモデル（低アルギニン食給餌）、内臓脂肪と異所性（肝臓と筋肉）脂肪が蓄積するモデル（低タンパク質食給餌）をもちいて、それぞれの組織への脂肪蓄積機構を調べてきた。トランスクリプトーム解析とメタボローム解析を組み合わせたオミクス解析により、低タンパク質食を摂取したラットでは糖質からの脂肪酸合成経路が促進していた。また、代謝中間産物の量の変化が認められた。そこで、標的遺伝子のヒストン解析、脂質代謝制御関連経路以外についても解析を行い、新たな標的遺伝子の抽出を行う予定であった。
低アルギニン食を摂取したラットは低アルギニン食を摂取した直後から肝臓からのVLDLの放出が抑制されており、VLDLの形成阻害が肝臓特異的な脂肪蓄積を引き起こしたものと考えられた。低アルギニン食の給餌は血中オロト酸濃度を上昇させることが報告されている。そこで、血中オロト酸濃度の上昇がVLDL放出抑制に関与しているかオロト酸添加食群と比較検討したところ、低アルギニン食群およびオロト酸添加食群ともに血中オロト酸濃度は給餌5日で増加していた。ところが給餌2週間後の血中オロト酸濃度は対照群と同程度であった。VLDL放出抑制にオロト酸だけでなくその代謝物も重要な役割をもつことが推測された。オミクス解析より抽出した標的のアポタンパク質の発現低下がどのようにVLDL形成を阻害するのか、培養細胞を用いて標的アポタンパク質を発現抑制しVLDLの数および大きさを調べる予定であった。今後、上記の解析を行い結果を取りまとめ、成果の発表を行っていく。

Research Products

• [Journal Article] Supplemental arginine above the requirement during suckling causes obesity and insulin resistance in rats. (2016)
  • Author(s): Otani, L,. Mori, T., Koyama, A,. Takahashi, S.-I., and Kato, H.
  • Journal Title: Nutrition Research Volume: 36 Issue: 6 Pages: 575-585
  • DOI: 10.1016/j.nutres.2016.01.007
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 低アルギニン食による肝脂肪蓄積機構の解析 (2017)
  • Author(s): 赤坂 優太、大谷 りら、賈 慧娟、菅原 正義、加藤 久典
  • Organizer: 日本農芸化学会2017年度大会
  • Place of Presentation: 京都女子大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] 低アルギニン食給餌による脂肪肝形成に対するオロト酸の関与 (2016)
  • Author(s): 赤坂優太、小山彩香、大谷りら、佐藤正幸、高橋伸一郎、加藤久典
  • Organizer: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • Place of Presentation: 武庫川女子大学（兵庫、西宮市）
  • Year and Date: 2016-05-15
• [Presentation] 低アルギニン食による肝脂肪蓄積メカニズムの解析 (2016)
  • Author(s): 赤坂優太、小山彩香、大谷りら、佐藤正幸、高橋伸一郎、加藤久典
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度大会（JSAAS2016）
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌）
  • Year and Date: 2016-03-29