2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K00866
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| Research Institution | Seitoku University |
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Principal Investigator |
神野 茂樹 聖徳大学, 人間栄養学部, 教授 (10251224)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 利枝 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助手 (80236299)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | トランス脂肪酸 / アポトーシス / インスリン抵抗性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トランス脂肪酸過剰摂取により成人病のリスクが上昇すると考えられている。しかしながら生化学解析はあまりなされていない。トランス脂肪酸は工業的に生産、あるいは反芻動物の発酵胃において生産されることがよく知られているが、申請者らは工業的に硬化油を作る過程で生成される主たるトランス脂肪酸であるエライジン酸を用いてその細胞障害性を解析した。
平成２８年度、エライジン酸はヒト単球系白血病細胞株U937においてはカスパーゼ９を経由していた。カスパーゼ８経由でアポトーシスを誘導するとの報告は既にあるが、我々の系ではカスパーゼ８の活性化は認められず、このカスパーゼ９の活性化はカスパーゼ８によるものではなかった。またその上流はTOLL様受容体（TLR-4）でありこの活性化によりミトコンドリアの活性化を起こすものと考えられた。事実TLR-4タンパクを阻害することによりこの効果は消失した。
またエライジン酸はヒト乳がん由来細胞株YMB-E-1においてインスリン依存的なグルコース取り込みを抑制することがわかった。これはグルコーストランスポーター（GLUT-4）の細胞内小胞から細胞膜への輸送が阻害されるためであり、この上流のシグナル伝達もU937細胞株のアポトーシス誘導同様TOLL様受容体（TLR-4）に支配されていた。
以上のことからエライジン酸が培養細胞レベルでも細胞障害性を引き起こし、TOLL様受容体（TLR-4）によるものと考えられた。このことを踏まえ反芻動物由来のトランス脂肪酸であるトランスバクセン酸の影響のアッセイを開始した。
平成２９年度においては、２８年度に引き続きバクセン酸の細胞への影響を検討する。バクセン酸は共役脂肪酸の前駆体となり得るため個体での影響は少ないと考えられているが、エライジン酸を構造的に類似しており同じ伝達経路により細胞に影響することが考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標はトランス脂肪酸のうちエライジン酸を用いて細胞障害性の解析法を確立しバクセン酸など他のトランス脂肪酸を調べることであった。そのうち初めの目的はアポトーシスを指標としてまとめることができた。インスリン抵抗性に関しても同様に結果を出すことができた。これらの機構はTOLL様受容体（TLR-4）を介することがわかった。今回注目すべき対象であるバクセン酸に関しても現在進行中である。しかし以下に述べる疑問が生じたので「おおむね順調」との区分にすることとした。
遊離脂肪酸は疎水性のため血中ではアルブミンを担体として輸送される。実験でも通常DMSOにてストック溶液を作成後、アルブミンに吸着させ培養液中に添加する。しかしながら遊離飽和脂肪酸がTLR-4と相互作用してインスリン抵抗性を示す時、内因性リガンドであるフェチュインＡが必要であるとの論文があった。これは遊離飽和脂肪酸はフェチュインＡを介してTLR-4と結合するという意味である。
これが事実ならば我々の見ているトランス脂肪酸によるアポトーシスやインスリン抵抗性もフェチュインを要求する可能性が大である。そのためフェチュインに結合させたエライジン酸による実験結果も検討する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的な実験の進め方は変更なしで精度を増すために以下のとおり実験系の再確認を行う。しかしバクセン酸による実験計画は変更なく進行中である。
遊離飽和脂肪酸がTLR-4と相互作用してインスリン抵抗性を示す時、内因性リガンドであるフェチュインＡが必要であるとの論文があった。事実ならば、我々の見ているトランス脂肪酸によるアポトーシスやインスリン抵抗性もフェチュインを要求する可能性が大である。そのためフェチュインに結合させたエライジン酸による実験結果も検討する必要がある。培養液中に添加される胎児血清にはフェチュインが含まれるが、アルブミンに吸着した脂肪酸の場合効率が悪く結果に揺らぎが出る可能性があるからである。
アルブミンとフェチュインに吸着させたエライジン酸の比較後、予定通り乳製品由来のトランス脂肪酸であるバクセン酸の細胞障害性をエライジン酸と比較する。また同時にバクセン酸から合成される共役脂肪酸や飽和脂肪酸に関しても調べていく。
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| Causes of Carryover |
各々の不飽和脂肪酸を培養液に添加する際に、DMSOに溶解した後アルブミンに吸着させて最終濃度になるように加えていた。血液中の遊離脂肪酸もアルブミンが運搬しており他の研究報告でも一般的なやり方であり、この方法でトランス脂肪酸がTOLL様受容体（TLR-4）を介していることを報告した。しかし別のグループから飽和脂肪酸がインスリン抵抗性をもたらす時、内在性因子としてフェチュインを用いてTLR-4を活性化していると報告があった。飽和脂肪酸と不飽和トランス脂肪酸で構造上差はないと考えられフェチュインの関与を否定できなくなったため一部バクセン酸の計画を遅らせてフェチュインによる影響を観察することにした。この結果予算執行に多少の遅れが出ている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
アルブミン結合とフェチュイン結合の脂肪酸での違いを調べ、実験系を再調整する。実験系の再確立後に、トランスバクセン酸の影響を見たほうがよい部分があるため一部実験が延長された。
したがって平成２８年度の残額はこの実験系の再確認を加えたために遅れている平成２８年度に行うはずだったバクセン酸による細胞障害性実験のために用いる。フェチュインに関し予想外の結果が出た場合はより詳細な検討をする必要があるため実験を見直す必要がある可能性も否定はできない。
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