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疾患において変動する代謝物リガンドによる核内受容体PPARgの機能制御

Publicly Offered Research

Project AreaCrosstalk of transcriptional control and energy pathways by hub metabolites
Project/Area Number 24116524
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKinki University

Principal Investigator

白木 琢磨  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (10311747)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsポルフィリア / ヘム代謝 / マクロファージ / 動脈硬化 / メタボローム / 共有結合 / 核内受容体 / 脂質代謝 / ヘム合成 / 生活習慣病 / 転写制御 / プロトポルフィリン症 / ケミカルバイオロジー
Research Abstract

疾患モデル動物のメタボローム解析により、疾患において変動する核内受容体リガンドを探索した。その結果、ポルフィリアモデルにおいてヘム合成の中間代謝物が核内受容体PPARgリガンドとして作用することを見つけた。最終産物のヘムは作用しないことから、鉄の量が律速となっており、中間代謝物が蓄積することでPPARgの活性が変動している可能性が示唆された。実際に、優性で遺伝する家族性のポルフィリア患者で見つかったALAS遺伝子の変異を導入したALAS遺伝子を細胞に発現するとヘムではなく中間代謝物が蓄積することを確認した。蓄積した中間代謝物は細胞外へと分泌された後、アルブミンと結合することでマクロファージへと貪食されることを見いだした。従って、ポルフィリアモデル細胞と共培養したマクロファージに発現するPPARg蛋白質はこの中間代謝物によって抑制性の活性制御を受けることがわかった。
この中間代謝物に類似する様々な化合物のPPARgへの作用の有無を検討した結果、この中間代謝物のビニル基がPPARgへの作用に必須である事が明らかとなった。PPARgへの作用機構を解析し、この中間代謝物のビニル基がPPARgのシステインに共有結合していることを見いだした。生活習慣病の中でも特に動脈硬化のリスクファクターとして、ポルフィリアは古くより知られている。今回、ポルフィリアにおいて蓄積するヘム合成中間代謝物がPPARgに共有結合することで活性を抑制することが、生活習慣病の発症もしくは増悪を引き起こしている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Hemopexin-dependent heme uptake via endocytosis regulates the Bach1 transcription repressor and heme oxygenase gene activation.2014

    • Author(s)
      Hada, H., Shiraki, T., Watanabe-Matsui, M., and Igarashi, K.
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 2351-2360

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2014.02.029

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transactivation by Hesperetin Glucuronides is Distinct from That by a Thiazolidine-2,4-dione Agent.2014

    • Author(s)
      Gamo, K., Shiraki, T., Matsuura, N., and Miyachi, H.
    • Journal Title

      CHEM.PHARM.BULL.

      Volume: in press

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 梅果汁成分による抗疲労効果(第2報)2013

    • Author(s)
      佐藤夏海、他 13人中8番目
    • Journal Title

      果汁協会報

      Volume: 656 Pages: 1-8

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Transcription-independent role of Bach1 in mitosis through a nuclear exporter Crm1-dependent mechanism.2012

    • Author(s)
      Li, J., Shiraki, T., Igarashi, K.
    • Journal Title

      FEBS Lett.

      Volume: 586 Issue: 2 Pages: 448-454

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2008.12.017

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bach1 as a regulator of mitosis, beyond its transcriptional function.2012

    • Author(s)
      Li, J., Shiraki, T., Igarashi, K.
    • Journal Title

      Communicative & Integrative Biology

      Volume: 5 Issue: 5 Pages: 1-3

    • DOI

      10.4161/cib.21149

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Metabolite-mediated regulation of PPARα in health and disease2013

    • Author(s)
      Masaya Ohishi, Yuji Shimomura, Ryo Tsukahara, Naoya Arahi and Takuma Shiraki
    • Organizer
      国際シンポジウム(第5回班会議)
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Yuji Shimomura, Masaya Ohishi, Ryo Tsukahara and Takuma Shiraki2013

    • Author(s)
      Structural propagation of SRC1-PPARγ complex by ligands; beyond the helix12 dogma
    • Organizer
      国際シンポジウム(第5回班会議)
    • Place of Presentation
      兵庫県淡路市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Multiple metabolic pathways regulate PPARγ in multiple ways2013

    • Author(s)
      Takuma Shiraki, Kosuke Morikawa, and Kazuhiko Igarashi
    • Organizer
      CSHL meeting 2013 “Metabolic signaling & Disease: From cell to organism”
    • Place of Presentation
      コールドスプリングハーバー研究所
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural basis for the activation of the nuclear receptor, PPARgamma, by fatty acid- and serotonin metabolites2012

    • Author(s)
      Waku T, Shiraki T, Oyama T, Shionyu C and Morikawa K
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-14
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 組換えヘモペキシンを用いた細胞外ヘムによる遺伝子制御機構の解明2012

    • Author(s)
      羽田浩士、白木琢磨、松井美紀、 五十嵐和彦
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-14
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] SRC1によるPPARgのアゴニスト依存的な構造変化の認識2012

    • Author(s)
      橋本愛美、野坂佳加、白木琢磨、 楯真一
    • Organizer
      第85回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県)
    • Year and Date
      2012-12-14
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] One receptor senses two ligands; the nuclear receptor PPARγ monitors multiple cellular metabolism2012

    • Author(s)
      Shiraki T., Morikawa K., and Igarashi K.
    • Organizer
      Metabolism, Diet and Disease
    • Place of Presentation
      Washington DC(米国)
    • Year and Date
      2012-05-29
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      2012 Annual Research Report
  • [Book] 生化学 総説「生体内代謝をモニターする転写システム:核内受容体PPARγを介した代謝ネットワーク間のクロストーク」2013

    • Author(s)
      白木琢磨、和久剛、森川耿右
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      日本生化学会
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      2013 Annual Research Report
  • [Book] 生化学 企画特集「タンパク質構造機能相関再考」2013

    • Author(s)
      白木琢磨、木下賢吾 企画編集
    • Total Pages
      70
    • Publisher
      日本生化学会
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  • [Book] 化学と生物「薬が作用するということ」2013

    • Author(s)
      白木琢磨
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      国際文献社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] 化学と生物 3月号 pp193-195「薬が作用するということ」2013

    • Author(s)
      白木琢磨
    • Total Pages
      198
    • Publisher
      株式会社 国際文献社
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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