視床下部摂食代謝中枢におけるN6-メチルアデノシンの制御と役割

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K08566
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 河野 大輔 群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 助教 (10382904)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 肥満 / 視床下部 / FTO / N6-メチルアデノシン

Outline of Annual Research Achievements

N6-メチルアデノシン修飾は、mRNAに豊富にあるメチル化修飾であり、RNAの安定性などを介して、タンパク発現に影響を与えていることが知られている。N6-メチルアデノシン修飾の脱メチル化酵素として、FTOタンパクがある。FTOは、マウスで欠損させると痩せになり、過剰発現させると肥満になることが報告されている。したがって、FTOや、それにより脱メチル化させるN6-メチルアデノシン修飾は、体重調節に重要な働きをしていると考えられる。一方で、FTOやN6-メチルアデノシン修飾が、体の中のどこで働き、どのようなメカニズムで体重調節を行っているかについては不明である。そこで本研究では、食欲や熱産生の制御に重要な働きをしている領域である、視床下部摂食代謝中枢に注目した。摂食代謝中枢は、視床下部の複数種類の神経細胞群から構成されているため、それぞれの細胞群特異的なFTO欠損マウスを作成し、体重の変化を調べた。その結果、ある一つの神経細胞群特異的FTO欠損マウスでのみ、コントロールと比較して有意な体重減少が観察された。そこで、このマウスの視床下部のRNAを用いて、N6-メチルアデノシン修飾の変化を免疫沈降とそれに続く次世代シーケンサー解析により網羅的に検討したところ、特定のカテゴリーの遺伝子群がFTOによる脱メチル化の直接的な標的となっていることが明らかになった。また、そのカテゴリーと一致した細胞構造の変化が起こっていることも確認できた。今後は、摂食代謝中枢のN6-メチルアデノシン修飾の制御機序の詳細を明らかにしていきたい。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

視床下部におけるFTOの発現部位の詳細な解析を終え、視床下部の特定のニューロン群においてFTOが、特に、豊富に発現していることを明らかにした。さらに、摂食代謝中枢を構成するそれぞれの神経細胞群におけるFTOの役割の解析を、細胞群特異的FTO欠損マウスを用いて行い、摂食代謝中枢の特定の神経細胞群のFTOが、体重の調節に重要な役割を担っていることを見出した。そこで体重変化の表現を呈したFTO欠損マウスのRNAをサンプルとして用いて、N6-メチルアデノシン修飾に対する抗体を用いたRNAの免疫沈降と、それに続く次世代シーケンサーによる網羅的解析を行った。その結果、特定のカテゴリーのRNAのN6-メチルアデノシン修飾が、FTOにより脱メチル化されることが明らかになった。また、同時に行ったRNA発現の網羅的解析により、N6-メチルアデノシン修飾の脱メチル化は直接的にはRNA発現にはほとんど影響していないが、間接的にRNA発現に変化を与えていることを示唆する結果が得られた。また、これらの網羅的解析により見出されたそのカテゴリーと一致した細胞構造の変化が、FTO欠損マウスにおいても起こっていることも確認できた。

Strategy for Future Research Activity

今後、視床下部摂食代謝中枢におけるN6-メチルアデノシン修飾制御の詳細とその生理学的意味を明らかにしていきたい。具体的には、N6-メチルアデノシン修飾がFTOや関連する制御因子により如何に調節され、それが如何なる生理現象につながっているか明らかにしていきたい。また、どのような内的要因（ホルモンなど）や外的要因（食事の栄養素バランスなど）の影響を受けているかについても明らかにしていきたい。