Exploration for Polyunsaturated Fatty Acids (PUFA)-responsive domain on Sterol Regulatory Element-binding Protein-1

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K12895
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 升田 紫 東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (50768554)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 脂質代謝異常 / ニュートリゲノミクス / 転写因子SREBP / 多価不飽和脂肪酸

Outline of Annual Research Achievements

多価不飽和脂肪酸（PUFA）は肝臓における中性脂肪合成を抑制し、高脂血症治療薬に用いられるが、詳細な代謝機構は知られていない。また、肝臓における脂肪酸やコレステロール合成を制御する転写因子としてSREBPが知られるが、SREBP に対するPUFAの作用機序も未解明である。我々は先行研究において、アデノウイルスで導入したルシフェラーゼレポーターの定量を行い、生きたマウスの肝臓におけるSREBPの切断活性をIVISで評価するアッセイ系を構築した。その研究で、PUFAがSREBP-1の切断活性を特異的に抑制する事(一方でSREBP-2の切断活性は抑制しない事)を明らかにしたが、詳細な機序は未解明のままであった。そこで、肝臓におけるSREBP-1特異的なPUFA作用ドメインを絞り込み同定し、SREBP-1上のPUFA作用ドメインで相互作用する分子を探索する事を目的とし本研究に取り組んでいる。申請者はSREBP-1とSREBP-2のハイブリッド分子等、SREBP配列を改変した自作の分子を複数作成し、培養細胞やIVISを用いて特性を評価している。結果、IVISを用いた実験からSREBP-1上の PUFA作用ドメインがCOOH末端側に存在する事が判明し、SREBP-1上のC末端側を中心に配列を改変したコンストラクトの作成を進め、今年度は培養細胞を用いて切断活性を評価する系を構築した。その結果から、既知の核型配列以外はSCAP共発現に伴う切断活性の上昇が生じたため、肝臓においてPUFAによる切断活性に変化を受けるか否かに関わらず、自作のコンストラクトがSCAPとinteract出来る構造を保持していると考えられた。つまり申請者は、PUFA作用ドメインはSCAPとの相互作用ドメインとは別の未知のドメインであると考え、PUFA作用ドメインで相互作用する未知の蛋白の検出に取り組む予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度、SREBP-1上における多価不飽和脂肪酸（PUFA）の作用ドメインの検討を培養細胞にて評価薄る系を確立した事により、自作のコンストラクトを複数かつ同時に評価することが可能となった。これにより、より詳細な部位まで作用ドメインを絞り込める可能性が高まったため、おおむね順調と考えている。

Strategy for Future Research Activity

絞り込んだSREBP-1上の配列をもとに、ツーハイブリッド法を用いてSREBP-1特異的な結合蛋白の網羅的探索を行う。この際、SREBP-1には存在し、SREBP-2には存在しないドメインを中心に網羅的なスクリーニングを行い、相互作用が確認された遺伝子を酵母より単離した後、機能解析に用いたいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] A candidate functional SNP rs7074440 in TCF7L2 alters gene expression through C-FOS in hepatocytes. (2018)
  • Author(s): Piao X, Yahagi N, Takeuchi Y, Aita Y, Murayama Y, Sawada Y, Shikama A, Masuda Y, Nishi-Tatsumi M, Kubota M, Izumida Y, Sekiya M, Matsuzaka T, Nakagawa Y, Sugano Y, Iwasaki H, Kobayashi K, Yatoh S, Suzuki H, Yagyu H, Kawakami Y, Shimano H.
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 592 Pages: 1873 3468
  • DOI: 29331016
  • Open Access
• [Journal Article] Effect of sodium-glucose cotransporter 2 (SGLT2) inhibition on weight loss is partly mediated by liver-brain-adipose neurocircuitry. (2017)
  • Author(s): Sawada Y, Izumida Y, Takeuchi Y, Aita Y, Wada N, Li E, Murayama Y, Piao X, Shikama A, Masuda Y, Nishi-Tatsumi M, Kubota M, Sekiya M, Matsuzaka T, Nakagawa Y, Sugano Y, Iwasaki H, Kobayashi K, Yatoh S, Suzuki H, Yagyu H, Kawakami Y, Kadowaki T, Shimano H, Yahagi N.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. Volume: 493 Pages: 40-45
  • DOI: 28928093
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A key role of nuclear factor Y in the refeeding response of fatty acid synthase in adipocytes. (2017)
  • Author(s): Nishi-Tatsumi M, Yahagi N, Takeuchi Y, Toya N, Takarada A, Murayama Y, Aita Y, Sawada Y, Piao X, Oya Y, Shikama A, Masuda Y, Kubota M, Izumida Y, Matsuzaka T, Nakagawa Y, Sekiya M, Iizuka Y, Kawakami Y, Kadowaki T, Yamada N, Shimano H.
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 591 Pages: 965-978
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 多価不飽和脂肪酸(PUFA)によるSREBP-1特異的な抑制機序の解明 (2017)
  • Author(s): 升田紫, 矢作直也, 武内謙憲, 沢田義一, 朴賢英, 會田雄一, 戸谷直樹, 大屋友華里, 志鎌明人, 西真貴子, 泉田欣彦, 飯塚陽子, 位高啓史, 片岡一則, 島野仁, 門脇孝
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] 脂肪酸エネルギー基質動員の優先性を制御する分子基盤の探求 新規エネルギーセンサーの探索 (2017)
  • Author(s): 泉田欣彦, 和田亘弘, 矢作直也, 武内謙憲, 李恩旭, 升田紫, 沢田義一, 戸谷直樹, 朴賢英, 會田雄一, 志鎌明人, 飯塚陽子, 島野仁, 門脇孝
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] 2型糖尿病に関連したTCF7L2遺伝子の一塩基多型の機能分析(Fumctional analysis of TCF7L2 SNPs associated with type 2 diabetes) (2017)
  • Author(s): 朴賢英, 矢作直也, 武内謙憲, 會田雄一, 村山友樹, 沢田義一, 志鎌明人, 升田紫,泉田欣彦, 関谷元博, 松坂賢, 中川嘉, 川上康, 島野仁
  • Organizer: 第60回日本糖尿病学会年次学術集会
• [Presentation] 糖質・脂質酸エネルギー基質動員に関する協調制御機構の解明 (2017)
  • Author(s): 和田亘弘, 泉田欣彦, 矢作直也, 升田紫, 李恩旭, 沢田義一, 武内謙憲, 島野仁, 門脇孝
  • Organizer: 第71回日本栄養・食糧学会大会
• [Presentation] KLF15は絶食時において脂質代謝と糖代謝を抑制する重要な因子である (2017)
  • Author(s): 武内謙憲, 矢作直也, 會田雄一, 村山友樹, 沢田義一, 朴賢英, 志鎌明人, 升田紫, 泉田欣彦, 関谷元博, 松坂賢, 中川嘉, 川上康, 山田信博, 島野仁
  • Organizer: 第49回日本動脈硬化学会総会・学術集会
• [Presentation] KLF15は絶食時に中性脂肪合成から糖新生への速やかな切り替えを可能にする (2017)
  • Author(s): 武内謙憲, 矢作直也, 會田雄一, 村山友樹, 朴賢英, 沢田義一, 志鎌明人, 升田紫,泉田欣彦, 関谷元博, 松坂賢, 中川嘉, 川上康, 島野仁
  • Organizer: 第39回日本臨床栄養学会総会・第38回日本臨床栄養協会総会