2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental study on butyric acid susceptibility of bovine histone deacetylase and nutritional metabolism / breeding performance
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16K18786
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| Research Institution | Azabu University |
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Principal Investigator |
鈴木 武人 麻布大学, 獣医学部, 准教授 (90532052)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ヒストン脱アセチル化酵素 / 酪酸 / 栄養代謝 / 性ホルモン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
反芻動物のルーメン発酵産物のひとつである酪酸は、ウシの重要なエネルギー源でありながら、ヒストン脱アセチル化酵素(HDAC)の活性を阻害し、エピジェネティックなメカニズムを介して遺伝子発現を調節する。この酪酸の機能を活用できれば、周産期のウシの卵巣での性ホルモン産生や肝臓でのエネルギー代謝を改善できる可能性がある。
ウシ初代培養肝細胞と株化卵巣顆粒膜細胞を用いて、これらに関わる遺伝子の発現に酪酸が影響するか、その作用が単胃動物と異なるのかを解析した。ウシ初代培養肝細胞における脂質代謝は酪酸濃度の高低によって逆の反応を示し、糖代謝においてもインスリン感作時にウシ血中と同じレベルの酪酸濃度で解糖系の律速酵素PFKや脂肪酸合成酵素Fasが抑制されるなどインスリンの作用を打ち消すような特徴的な反応を示した。ウシ由来の卵巣顆粒膜細胞で性ホルモン産生に関わる遺伝子の発現が維持されたのは、ウシの血中濃度と同じレベルの酪酸（0.25mM）を添加したときだった。そこで各酪酸濃度における遺伝子発現量とHDAC活性あるいは顆粒膜細胞におけるE2産生との間にどのような関係性があるのかを解析した。その結果、顆粒膜細胞のHDAC活性は基本的には酪酸濃度の上昇とともにウシの血中濃度相当の酪酸0.25mMまで漸減し、1mMでは一転上昇に転じた。これはE2産生の律速酵素であるCYP19A1の遺伝子発現量と逆相関する結果であり、ウシの顆粒膜細胞では何らかのメカニズムにより血中濃度付近でHDAC活性がより強く阻害される仕組みが備わっていることが見出された。またE2産生量も0.25mMで最も上昇しておりCYP19A1がHDACに支配されていることは明らかだった。従って、肝臓のエネルギー代謝や卵巣顆粒膜細胞の性ホルモン産生に関わる遺伝子の発現量を変化させる酪酸濃度はウシでは血中濃度付近に設定されていることが分かった。
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