肝細胞と脂肪細胞におけるRubiconを介した脂肪代謝の制御

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 16H01204
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 竹原 徹郎 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (70335355)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2017: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2016: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 脂肪細胞 / オートファジー / 脂肪肝 / Lipophagy / 消化器内科学 / 肝細胞

Outline of Annual Research Achievements

脂肪細胞株である3T3-L1細胞を分化させてパルミチン酸を投与した際のオートファジーの変化を検討した。リソソーム阻害薬Bafilomycinを用いてオートファジーフラックスを測定すると、パルミチン酸の投与濃度依存的にオートファジーフラックスの上昇を認めた。続いて、脂肪細胞のオートファジーと脂肪分解との関連性を検討するため、脂肪分解作用のあるイソプロテレノール投与時の3T3-L1細胞のオートファジーの変化を検討したところ、オートファジーフラックスの亢進が見られ、交感神経刺激性脂肪分解にオートファジーが関与する事が示唆された。そこで野生型マウスの皮下脂肪を採取してex vivoでの脂肪分解を検討したところ、イソプロテレノール刺激による脂肪分解亢進作用は、オートファジー抑制薬クロロキン投与により抑制された。以上より、脂肪細胞は脂肪酸負荷時にオートファジーが亢進し、これは交感神経刺激性の脂肪分解に関わることが示唆された。
続いて前年度に作成した成熟脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスに対し高脂肪食を摂取させたところ、同腹仔のコントロールと比較して皮下脂肪の肥大を認めた。組織学的に細胞あたりの脂肪含有量が増加していたが、皮下脂肪組織における脂質合成系遺伝子発現亢進は見られず、前述のin vitroおよびex vivo実験の結果から、皮下脂肪分解抑制が皮下脂肪肥大の原因であることが示唆された。本マウスの肝病態につき検討したところ、肝重量の低下、肝細胞内脂肪滴量の減少、肝内中性脂肪量の減少、血清ALT値の改善を認め、肝脂肪蓄積と肝障害は改善していた。以上より、脂肪組織のオートファジーを抑制することにより、脂肪組織の脂肪分解が低下し、肝病態が改善することが示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Rubicon inhibits autophagy and accelerates hepatocyte apoptosis and lipid accumulation in nonalcoholic fatty liver disease in mice. (2016)
  • Author(s): Tanaka S, Hikita H, Tatsumi T, Sakamori R, Nozaki Y, Sakane S, Shiode Y, Nakabori T, Saito Y, Hiramatsu N, Tabata K, Kawabata T, Hamasaki M, Eguchi H, Nagano H, Yoshimori T, Takehara T.
  • Journal Title: Hepatology Volume: 64 Issue: 6 Pages: 1994-2014
  • DOI: 10.1002/hep.28820
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Intake of high fat diet causes suppression of hepatocyte autophagy and enhancement of adipocyte autophagy and controls fat deposition of liver and adipose tissue (2017)
  • Author(s): Sadatsugu Sakane, Hayato Hikita, Satoshi Tanaka, Yasutoshi Nozaki, Takahiro Kodama, Ryotaro Sakamori, Tomohide Tatsumi, Tsuyoshi Kawabata, Maho Hamasaki, Tamotsu Yoshimori, Tetsuo Takehara
  • Organizer: The 8th International Symposium on Autophagy
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 肝臓と脂肪組織のオートファジーによる肝脂肪蓄積制御 (2017)
  • Author(s): 坂根 貞嗣、疋田 隼人、田中 聡司、明神 悠太、塩出 悠登、野崎 泰俊、齋藤 義修、中堀 輔、小玉 尚宏、阪森 亮太郎、巽 智秀、竹原 徹郎
  • Organizer: 第53回日本肝臓学会総会
• [Presentation] Autophagic changes of both adipose tissues and the liver induced by high fat diet feeding contribute to hepatic lipid accumulation (2017)
  • Author(s): Sadatsugu Sakane, Hayato Hikita, Satoshi Tanaka, Kumiko Shirai, Naoki Mizutani, Yuta Myojin, Yuto Shiode, Yasutoshi Nozaki, Yoshinobu Saito, Tasuku Nakabori, Takahiro Kodama, Ryotaro Sakamori, Tomohide Tatsumi, Tetsuo Takehara
  • Organizer: AASLD The Liver Meeting 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 高脂肪食による脂肪組織のオートファジーの亢進が肝脂肪蓄積を増悪させる (2017)
  • Author(s): 坂根貞嗣、疋田隼人、竹原徹郎
  • Organizer: 第42回日本肝臓学会西部会
• [Presentation] 肝細胞と脂肪細胞におけるRubiconを介した脂肪代謝の制御 (2016)
  • Author(s): 坂根貞嗣 竹原徹郎
  • Organizer: 第10回オートファジー研究会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2016-11-14
• [Presentation] 脂肪酸負荷は、肝細胞Rubiconの分解遅延によりオートファジーを抑制することで、脂肪滴蓄積と肝細胞障害を増悪させる (2016)
  • Author(s): 田中 聡司、 疋田 隼人、竹原 徹郎
  • Organizer: 第52回日本肝臓学会総会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2016-05-19
• [Book] The オートファジー 研究者たちの集大成が見える最新ビジュアルテキスト 非アルコール性脂肪性肝疾患の病態進展における肝細胞オートファジーの影響 (2017)
  • Author(s): 疋田隼人、竹原徹郎
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758103657
• [Remarks] 脂肪肝の発症メカニズムを解明
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20160913_1