Signaling and Browning in White Adipose Tissues by the Receptors for Short-Chain Fatty Acids

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15348
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 荒木 栄一 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (10253733)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: GPR43 / 短鎖脂肪酸 / 肥満 / 内臓脂肪 / 皮下脂肪 / ブラウニング

Outline of Annual Research Achievements

本研究は「短鎖脂肪酸はGPR43を介し白色脂肪細胞のブラウニングを誘導、抗肥満効果を発揮する」という仮説を証明することを目指しており、ブラウニング誘導機序の解明とブラウニング誘導へのGPR43シグナルの関与を明らかとする。本年度は以下を検討した。①高脂肪食下に酢酸塩および酪酸塩を含む飲用水、あるいは含まない飲用水をGPR43ノックアウトマウスおよび対照マウス（C57BL/6マウス）に投与した。それぞれの動物より内臓脂肪を単離、GPR43下流シグナルとして細胞内cAMPおよびCaの濃度や、PLC、PKC、MAPK、AktおよびAMPKの活性化状態を濃度測定、活性化測定、ウェスタンブロットによるリン酸化蛋白定量にて評価した。②寒冷刺激によるBrowningモデルを代替する刺激として、β3ARアゴニストであるCL316,243をGPR43ノックアウトマウスおよび対照マウスに投与、それぞれの動物より皮下脂肪組織および内臓脂肪組織を単離した。皮下脂肪組織においてβ3AR刺激によるBrowningが生じていることをHE染色およびUCP-1抗体免疫染色を施した顕微鏡所見から確認した。皮下および内臓脂肪組織のブラウニング関連遺伝子のmRNA発現をreal time RT-PCR解析とウエスタンブロット解析にて実施した。昨年度解析した短鎖脂肪酸投与によるBrowningモデルにおける解析結果と比較した。③GPR43KOマウスおよび対照マウス由来の初代培養脂肪細胞をCL316,243、酢酸塩あるいは酪酸塩にて刺激しブラウニング関連遺伝子のmRNA発現を定量した。④GPR43ノックダウン細胞（3T3L-1前駆脂肪細胞へGPR43 shRNA Lentiviral Particlesを用いて作成）をCL316,243、酢酸塩、酪酸塩にて刺激しブラウニング関連遺伝子のmRNAの発現を定量した。

Research Products

• [Journal Article] Identification of microRNA that represses IRS-1 expression in liver. (2018)
  • Author(s): Ono K, Igata M, Kondo T, Kitano S, Takaki Y, Hanatani S, Sakaguchi M, Goto R, Senokuchi T, Kawashima J, Furukawa N, Motoshima H, Araki E
  • Journal Title: PLoS One Volume: 13 Pages: e0191553
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0191553
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Inhibition of local macrophage growth ameliorates focal inflammation and suppresses atherosclerosis. (2018)
  • Author(s): Yamada S, Senokuchi T, Matsumura T, Morita Y, Ishii N, Fukuda K, Murakami S, Nishida S, Kawasaki S, Motoshima H, Furukawa N, Komohara Y, Fujiwara Y, Koga T, Yamagata K, Takeya M, Araki E
  • Journal Title: Arterioscler Thromb Vasc Biol Volume: 38 Pages: 994-1006
  • DOI: 10.1161/ATVBAHA.117.310320
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Low glucose induces mitochondrial reactive oxygen species via fatty acid oxidation in bovine aortic endothelial cells. (2017)
  • Author(s): Kajihara N, Kukidome D, Sada K, Motoshima H, Furukawa N, Matsumura T, Nishikawa T, Araki E
  • Journal Title: J Diabetes Investig Volume: 8 Pages: 750-761
  • DOI: 10.1111/jdi.12678
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The Metabolic Roles of Heat Shock Protein 72 in Mice Model of Type 2 Diabetes. (2017)
  • Author(s): Kondo T, Kitano S, Goto R, Ono K, Igata M, Kawashima J, Motoshima H, Matsumura T, Kai H, ArakiE
  • Organizer: The 77th ADA scientific meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The anti diabetic role of heat shock protein 72 in mice model of type 2 diabetes. (2017)
  • Author(s): Kondo T, Kitano S, Goto R, Ono K, Igata M, Kawashima J, Motoshima H, Matsumura T, Kai H, ArakiE
  • Organizer: The 53th EASD Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Obesity-induced microRNA-222 impairs insulin signaling through the repression of IRS-1 expression in hepatocytes. (2017)
  • Author(s): Ono K, Igata M, Kondo T, Kitano S, Takaki Yuki, Hanatani S, Goto R, enokuchi T, Kawashima J, Furukawa N, Motoshima H, ArakiE
  • Organizer: The 53th EASD Annual Meeting
  • Int'l Joint Research