Role of ERK2 in Ectopic Fat deposition and Cardiovascular Complications of Type II Diabetes

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02815
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: National Defense Medical College
• Principal Investigator: Adachi Takeshi 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 内科学, 教授 (50231931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菱木 貴子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (10338022) ; 佐藤 泰司 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生化学, 教授 (10505267) ; 井戸 康夫 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 内科学, 助教 (50814133)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 脂肪細胞 / ERK2 / Insulin / 異所性脂肪沈着 / 血管内皮機能 / 脂肪肝 / ミトコンドリア / 一酸化窒素

Outline of Final Research Achievements

Adipose extracellular signal-regulated kinase (ERK)2 modulates the proliferation and differentiation to maintain the lipid storage. The aim of this study is to elucidate the role of the adipose ERK2 in insulin resistance and endothelial dysfunction in the mice model of metabolic syndrome (Mets/DM2)
The adipose-specific ERK2 deficient mice (AE2KO) was fed with high-fat/high-sucrose diet (HFHSD) for 24 weeks. AE2KO-HFHSD revealed enlargement of fat deposit in liver, muscle, and perivascular tissue. AE2KO-HFHSD were higher fasting blood glucose level and systolic blood pressure with worsening insulin resistance. There was a marked deterioration in hepatosteatosis . These manifestations were markedly improved with dapagliflozin. Endothelial function was impaired in aortic rings from HFHSD-fed AE2KO with the inflammation of perivascular tissue. Adipose ERK2 suppresses enlargement of fat deposit in several organ, which results in protection from organ damage in mice model of Mets/DM2.

Free Research Field

循環器内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臓器特異的にインスリン受容体やIRS1, IRS2の臓器特異性欠損マウスを用いた研究は報告されているが、もう一つの主要インスリンシグナルであるERK経路の臓器特異性マウスを用いたMets/DM2研究は他に類を見ない。インスリン抵抗性、脂肪肝に加え、血管内皮障害の評価を行なったことにも本研究の特色がある。Mets/DM2において、心血管障害は予後に直結する重要問題であり血管内皮障害はその根幹をなす。また、動物の異所性脂肪沈着モデルを確立し、その臓器障害の特徴、機序を探索した本研究は、今後代謝疾患の循環器合併症に対する診断・治療に新たな考えを提供する。逆に、血管を標的とした糖尿病治療も考案される。