多彩な生理機能を制御する新規シグナルグリセロ脂質・リゾグリセロ脂質代謝経路群

• Project Area: Machineries of bioactive lipids in homeostasis and diseases
• Project/Area Number: 25116704
• 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: Chiba University
• Principal Investigator: 坂根 郁夫 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10183815)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000); Fiscal Year 2014: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000); Fiscal Year 2013: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
• Keywords: ジアシルグリセロールキナーゼ / ホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC / モノアシルグリセロールキナーゼ / 歯状回 / 双極性障害 / 糖尿病 / ミリスチン酸 / リゾホスファチジン酸 / セカンドメッセンジャー / ホスファチジン酸 / ジアシルグリセロール / ホスホリパーゼ

Outline of Annual Research Achievements

研究実施計画の項目の内，興味ある結果が得られた主な項目について報告する．
Ⅰ. 「ホスファチジルイノシトール代謝回転とは独立した新規ジアシルグリセロール（DG）代謝経路群」の探索・同定：DGKδは主に飽和脂肪酸のみを含有するDG分子種(30:0, 32:0, 34:0(2本の脂肪酸の和))に選択性を示した．DGKδがホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC（PC-PLC）と相互作用することが判明し，DGKδが利用するDGは新規のPC-PLC経路によって供給されることが強く示唆された．以上の結果は，DGKδはPI由来のアラキドン酸(20:4)を含むDGではなく他の経路由来のDG分子種を基質にすること，即ち，これまで誰も想定していなかったPI代謝回転とは独立した「新規シグナルグリセロ脂質代謝系」の存在の可能性を示している．
DGKの幾つかのアイソザイムが1-モノアシルグリセロールキナーゼ（MGK）活性，又は，2-MGK活性を持っていることが明らかになった．従って，は脂質メディエーターであるリゾホスファチジン酸の供給酵素としての可能性が示唆された．
Ⅱ．本新規経路群の生理機能や病態形成における役割：1．DGKα特異的阻害剤のがん細胞の死滅やT細胞の活性化に対する顕著な効果を明らかにした．2．2型糖尿病と連関するDGKδの発現量をオレイン酸（18:1）が減少させ(半減)，逆に，ミリスチン酸（14:0）が増加させる(倍増)ことを見出した．3．病態との関連を探る第一歩としてDGKδとηの脳での発現を明らかにした．DGKδは大脳皮質では外顆粒層から多形細胞層に広く分布し，また，海馬と歯状回にも強い発現がみられた．DGKηは歯状回での発現がCA領域に比べ非常に強く，CA3領域ではほとんど検出されなかった．4. DGKη-KOマウスは双極性障害の躁状態に類似する表現型を示した．

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Expression and localization of type II diacylglycerol kinase isozymes δ and η in developing mouse brain (2015)
  • Author(s): Usuki, T., Sakai, H., Shionoya, T., Sato, N. and Sakane, F.
  • Journal Title: J. Histochem. Cytochem. Volume: 63 Issue: 1 Pages: 57-68
  • DOI: 10.1369/0022155414559130
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Distinct expression and localization of type II diacylglycerol kinase isozymes δ, η and κ in mouse reproductive organs (2015)
  • Author(s): Shionoya, T., Usuki, T., Komenoi, S., Isozaki, T., Sakai, H. and Sakane, F.
  • Journal Title: BMC Dev. Biol. Volume: 15 Issue: 1
  • DOI: 10.1186/s12861-015-0055-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diacylglycerol kinases η1 is a high affinity isozyme for diacylglycerol (2015)
  • Author(s): Komenoi, S., Takemura, F., Sakai, H. and Sakane, F.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: in press Issue: 11 Pages: 1272-1277
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.03.032
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Both the C1 domain and a basic amino acid cluster at C-terminus are important for neurite and branch induction ability of DGK. (2014)
  • Author(s): Takuya Kano, Takeshi Kouzuki, Satoru Mizuno, Shuji Ueda, Minoru Yamanoue, Fumio Sakane, Naoaki Saito and Yasuhito Shirai
  • Journal Title: iochem. Biophys. Res. Commun Volume: 印刷中 Issue: 1 Pages: 89-94
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.03.113
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] EF-hand motifs of diacylglycerol kinase α interact intra-molecularly with its C1 domains (2014)
  • Author(s): Yamamoto, T., Sakai, H. and Sakane, F.
  • Journal Title: FEBS Open Bio Volume: 4 Issue: 1 Pages: 387-392
  • DOI: 10.1016/j.fob.2014.04.003
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Regulation of diacylglycerol kinase δ expression in C2C12 skeletal muscle cells by free fatty acids (2014)
  • Author(s): Sakiyama, S., Usuki, T., Sakai, H. and Sakane, F.
  • Journal Title: Lipids Volume: 49 Issue: 7 Pages: 633-640
  • DOI: 10.1007/s11745-014-3912-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diacylglycerol kinase δ phosphorylates phosphatidylcholine-specific phospholipase C-dependent, palmitic acid-containing diacylglycerol species in response to high glucose levels (2014)
  • Author(s): Sakai, H., Kado, S., Taketomi, A. and Sakane, F.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 289 Issue: 38 Pages: 26607-26617
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.590950
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diacylglycerol kinase γ is a novel anionic phospholipid binding protein with a selective binding preference (2014)
  • Author(s): Takeshita, E., Kume, I., Maeda, Y., Sakai, H. and Sakane, F.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 444 Issue: 4 Pages: 617-621
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.116
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ジアシルグリセロールキナーゼ ―DGKアイソザイムのさまざまな生理機能と病態との関連― (2014)
  • Author(s): 坂根郁夫
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 248 Pages: 1059-1063
• [Journal Article] Distinct expression and localization of diacylglycerol kinase isozymes in rat retina (2013)
  • Author(s): Hozumi, Y.
  • Journal Title: J. Histochem. Cytochem. Volume: 未定 Issue: 6 Pages: 462-476
  • DOI: 10.1369/0022155413483574
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluations of the selectivities of the diacylglycerol kinase inhibitors R59022 and R59949 among diacylglycerol kinase isozymes using a new non-radioactive assay method (2013)
  • Author(s): Sato, M., Liu, K., Sasaki, S., Kunii, N., Sakai, H., Mizuno, H., Saga, H. and Sakane, F.
  • Journal Title: Pharmacology Volume: 92 Issue: 1-2 Pages: 99-107
  • DOI: 10.1159/000351849
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Depression of type I diacylglycerol kinases in pancreatic β-cells from male mice results in impaired insulin secretion (2013)
  • Author(s): Kaneko KY, Kobayashi Y, Motoki K, Nakata K, Miyagawa S, Yamamoto M, Hayashi D, Shirai Y, Sakane F, Ishikawa T
  • Journal Title: Endocrinology Volume: 154 Issue: 11 Pages: 4089-4098
  • DOI: 10.1210/en.2013-1356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 最近明らかになってきたジアシルグリセロールキナーゼアイソザイムの制御する生理機能・病態形成と基質の多様性 (2013)
  • Author(s): 坂根郁夫
  • Journal Title: 日本応用酵素協会誌 Volume: 48 Pages: 11-18
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼηはジアシルグリセロール高親和性のアイソザイムである (2015)
  • Author(s): 米野井優，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第57回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-29
• [Presentation] 神経分化時に産生されるホスファチジン酸分子種とその産生酵素の同定 (2015)
  • Author(s): 水野 悟，坂根郁夫
  • Organizer: 第57回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-28 – 2015-05-29
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼαの選択的活性阻害化合物の同定 (2015)
  • Author(s): 劉可，国井奈央子，佐藤麻由，白井康仁，坂根郁夫
  • Organizer: 第57回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [Presentation] Diacylglycerol kinase α as an ideal therapeutic target for refractory cancer (2015)
  • Author(s): Sakane, F.
  • Organizer: 88th annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • Place of Presentation: Nagoya
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • Invited
• [Presentation] 糖尿病性腎症改善薬開発のための新規ジアシルグリセロールキナーゼα活性化剤のスクリーニング (2015)
  • Author(s): 林大輝，劉可，上田修司，山之上稔，坂根郁夫，白井康仁
  • Organizer: 第88回日本薬理学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [Presentation] Diacylglycerol kinase δ phosphorylates phosphatidylcholine-specific phospholipase C-dependent, palmitic acid-containing diacylglycerol species in response to high glucose levels (2015)
  • Author(s): Sakai, H. and Sakane, F.
  • Organizer: 6th International Conference on PLA2 and Lipid Mediators (PLM2015)
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-02-10 – 2015-02-12
• [Presentation] Expression and Localization of Type II Diacylglycerol Kinase Isozymes δ and η in the Developing Mouse Brain (2015)
  • Author(s): Usuki, T. and Sakane, F.
  • Organizer: 6th International Conference on PLA2 and Lipid Mediators (PLM2015)
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-02-10 – 2015-02-12
• [Presentation] Diacylglycerol kinases η1 is a high affinity isozyme for diacylglycerol (2015)
  • Author(s): Komenoi, S. and Sakane, F.
  • Organizer: 6th International Conference on PLA2 and Lipid Mediators (PLM2015)
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2015-02-10 – 2015-02-12
• [Presentation] 雌雄生殖器における II型ジアシルグリセロールキナーゼアイソザイム, δ, η, κの発現部位の同定と組織内発現分布の解析 (2014)
  • Author(s): 塩谷貴生，臼木貴子，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] II型ジアシルグリセロールキナーゼのプレクストリン相同ドメインとリン脂質の相互作用 (2014)
  • Author(s): 久米愛子，竹下依那，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 発達中マウスの脳におけるII型diacylglycerol kinaseアイソザイムδ及びηの発現と局在 (2014)
  • Author(s): 臼木貴子，堺弘道，塩谷貴生，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼδはホスファチジルコリンに由来するパルミチン酸含有ジアシルグリセロール分子種を選択的にリン酸化する (2014)
  • Author(s): 堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] Cold shock-trigger factor系を用いたジアシルグリセロールキナーゼα, δ, ηの発現・精製と活性測定 (2014)
  • Author(s): 竹村文花，米野井優，佐藤優里子，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 脂質代謝酵素ジアシルグリセロールキナーゼδ、ηの酵素学的性質解析 (2014)
  • Author(s): 米野井優，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 神経分化誘導時に産生されるホスファチジン酸およびリゾホスファチジン酸分子種の解析 (2014)
  • Author(s): 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼδのモノアシルグリセロールキナーゼ活性 (2014)
  • Author(s): 佐藤優理子，堺弘道，水野悟，坂根郁夫
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] グルコース刺激時におけるジアシルグリセロールキナーゼδのパルミチン酸含有ジアシルグリセロール分子種の選択的代謝 (2014)
  • Author(s): 堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 東大阪
  • Year and Date: 2014-06-06 – 2014-06-07
• [Presentation] Diacylglycerol kinase δ utilizes palmitic acid-containing diacylglycerol in response to high glucose stimulation. (2014)
  • Author(s): Sakane, F.
  • Organizer: 3rd Chiba-Uppsala Academia Joint Workshop: Inflammation, Metabolic Diseases and Cancer (Molecular mechanism in cancer and lifestyle related disease)
  • Place of Presentation: Chiba
  • Invited
• [Presentation] LC/ESI-MSを用いたホスファチジン酸分子種の新規分析法の確立 (2013)
  • Author(s): 水野悟，荷堂清香，桝飛雄真，堺弘道，斎藤雅文，坂根郁夫
  • Organizer: 創立60周年記念大会シンポジウム 第80回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会 第92回計測自動制御学会力学量計測部会 第30回合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 岐阜
• [Presentation] Both C1 domain and a basic amino acid cluster at C-terminus are important for branching and neurite induction of DGKβ (2013)
  • Author(s): Shirai, Y., Kano, T., Kouzuki, T., Ueda, S., Yamanoue, M., Sakane, F. and Saito, N.
  • Organizer: Neuro 2013/The 11th World Federation of Societies of Biological Psychiatry
  • Place of Presentation: Kyoto
• [Presentation] LC/ESI-MSを用いたホスファチジン酸分子種の定量的分析法の確立とジアシルグリセロールキナーゼαの基質選択性の解析 (2013)
  • Author(s): 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第55回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 松島
• [Presentation] Cell stimulation-dependent phosphorylation/consumption of various diacylglycerol species by diacylglycerol kinase isozymes (2013)
  • Author(s): Sakane, F., and Sakai, H.
  • Organizer: The 86th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society “Frontier of diacylglycerol signaling and its related diseases”
  • Place of Presentation: Yokohama
  • Invited
• [Presentation] 脳におけるジアシルグリセロールキナーゼδの発現部位の解明及び脳特異的な本酵素ノックアウトマウスの表現型解析 (2013)
  • Author(s): 臼木貴子，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼη-ノックアウトマウスの表現型の解析 (2013)
  • Author(s): 磯﨑丈志，臼木貴子，米野井優，松友大介，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Overlay法によるジアシルグリセロールキナーゼδのプレクストリン相同ドメインとリン脂質の相互作用の解析 (2013)
  • Author(s): 久米愛子，竹下依那，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] グルコース刺激時にジアシルグリセロールキナーゼδが代謝するジアシルグリセロール分子種 (2013)
  • Author(s): 堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼδの脂肪酸による発現制御 (2013)
  • Author(s): 崎山静花，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼαのCa2+に応答した分子内相互作用解析 (2013)
  • Author(s): 山本達也，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] インターロイキン-2に応答したジアシルグリセロールキナーゼαの基質選択性の解析 (2013)
  • Author(s): 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼβの細胞内局在性と細胞形態への影響の解析 (2013)
  • Author(s): 前田由貴，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 脂質代謝酵素ジアシルグリセロールキナーゼδ，ηの大腸菌を利用した大量発現・精製・性質解析 (2013)
  • Author(s): 米野井優，斎藤雅文，堺弘道，坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] ジアシルグリセロールキナーゼαの活性阻害化合物の同定 (2013)
  • Author(s): 国井奈央子, 劉可, 白井康仁, 坂根郁夫
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] Biochemical properties and regulation of the diabetes- and epilepsy-related diacylglycerol kinase isozyme, DGKδ. (2013)
  • Author(s): Sakane, F.
  • Organizer: 6th International Symposium on Diacylglycerol Kinase
  • Place of Presentation: Atami
  • Invited
• [Book] 疾患モデルの作成と利用―脂質代謝異常と関連疾患 下巻 (2015)
  • Author(s): 坂根郁夫
  • Total Pages: 413
  • Publisher: エル・アイ・シー
• [Book] 第６節 ジアシルグリセロールキナーゼ，尾池雄一，佐々木雄彦編，疾患モデルの作成と利用―脂質代謝異常と関連疾患 第６章 細胞内脂質シグナル関連因子 (2014)
  • Author(s): 坂根郁夫
  • Publisher: エル・アイ・シー
• [Remarks] 千葉大学大学院理学研究科基盤理学専攻化学コース生体機能化学研究室
  • URL: http://biofunction.chem.chiba-u.jp/bfc/Top_Page.html
• [Remarks] 生体機能化学研究室
  • URL: http://pchem2.s.chiba-u.ac.jp/chem/lab/sakanelab/bfc/Top_Page.html