2016 Fiscal Year Research-status Report
薬剤誘発性糖尿病におけるPXR/SGK2 シグナル経路の機能的役割の解明
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16K21055
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
後藤 紗希 金沢大学, 薬学系, 助教 (60756609)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 核内受容体 / 脂肪酸のβ酸化 / 遺伝子発現制御 / ヒト肝細胞 / 転写 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肝臓に高発現する核内受容体 pregnane X receptor (PXR) は異物代謝制御に加えてエネルギー代謝制御への関与が示唆されている。しかし、ヒトにおいてその詳細は明らかではない。申請者はこれまでの研究で、ヒト肝がん細胞において活性化した PXR が serine/threonine kinase 2 (SGK2) と協調的に作用して肝糖新生を制御することを明らかにした。本研究は、PXR/SGK2 シグナル経路の機能的重要性をさらに明確化するために、脂肪酸のβ酸化制御に焦点を当ててその機能的役割を明らかにすることを目的としている。はじめに、ヒト PXR 安定発現 HepG2 細胞 (ShP51 細胞) において脂肪酸のβ酸化律速酵素 carnitine palmitoyltransferase 1A (CPT1A) の simvastatin (SIM) 処置依存的な mRNA 発現量の増加を認めた。続いて siRNA ノックダウン実験により、SIM による CPT1A mRNA の発現量の増加に PXR と SGK2 が促進的に機能していることが明らかとなった。SGK2 リン酸化阻害剤を用いた検討から CPT1A の遺伝子発現制御には SGK2 の脱リン酸化は関与していないことが示された。コンピュータ解析およびクロマチン免疫沈降法により、ヒト CPT1A 遺伝子上流領域に PXR と SGK2 が SIM 処置依存的に結合することを認めた。これらの事実から、活性化した PXR は SGK2 と共に直接的にヒト CPT1A 遺伝子の転写を活性化することが明らかとなった。これらの結果は PXR と SGK2 が脂質代謝制御にも関与することを示しており、スタチンを代表とする薬剤誘発性糖尿病発症の標的となる可能性を示唆している。
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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
当初の研究計画に示したことのうち PXR と SGK2 を介したスタチン誘導性のβ酸化律速酵素 CPT1A の遺伝子発現制御メカニズムを同定した。当初の仮定とは異なり SGK2 の脱リン酸化はCPT1Aの遺伝子発現制御に必要ではなかったが、PXR がSGK2と共に肝臓における脂質代謝制御に関与することを明らかにしたので、次年度の研究につなげることが十分可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成 28 年度までの検討で明らかにしたスタチン誘導性の CPT1A mRNA の発現が脂肪酸のβ酸化を亢進させるかについて調べるために、SIM 処置した ShP51 細胞を用いてミトコンドリアの脂肪酸酸化による酸素消費を解析する。加えて、平成 28 年度の解析で見出したスタチン誘導性のβ酸化関連酵素 acyl-CoA synthetase long-chain family member 1 のmRNA の発現について、PXR および SGK2 に焦点を当てて分子メカニズムを明らかにし、スタチン誘導性のβ酸化制御における PXR および SGK2 の機能的重要性を明確化する。
申請者はこれまでに、スタチン誘導性の肝糖新生酵素遺伝子の発現が認められないヒト初代培養肝細胞を確認している。このことからスタチン誘発性糖尿病発症における個人差は、PXR および SGK2 に起因している可能性が示唆される。そこで、SIM 処置により肝糖新生およびβ酸化関連酵素遺伝子の発現誘導レベルに差異のあるヒト初代培養肝細胞をスクリーニングして、PXR および SGK2 遺伝子のコード領域に焦点をあてたシークエンシング解析を行い、遺伝子多型との関連を解析する。
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