2018 Fiscal Year Research-status Report
脂肪細胞のインスリン-mTOR経路による代謝調節機構とNASHの病態解明
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18K08478
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
細岡 哲也 神戸大学, 医学研究科, 助教 (60590594)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 非アルコール性脂肪性肝炎 / 脂肪細胞 / PDK1 / mTOR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脂肪細胞におけるインスリン作用障害は、代謝異常の病態形成に中心的な役割を担うものと考えられているが、メカニズムは不明である。代表者は、インスリン作用の発現に中心的な役割を担う分子PDK1の脂肪細胞特異的欠損マウス（脂肪細胞特異的PDK1欠損マウス）を作成し、本マウスが種々の代謝異常を呈すること、PDK1下流の転写因子FoxO1の脂肪細胞特異的追加欠損マウス（脂肪細胞特異的PDK1/FoxO1ダブル欠損マウス）において一部の代謝異常が改善することを示した。さらに両マウスを用いた統合的オミックス解析により脂質メディエーターLTB4が全身のインスリン抵抗性に関与することを明らかとした。一方、転写因子FoxO1とは異なる経路やLTB4以外の分泌因子が、脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスの代謝異常の病態に関与することが示唆された。本研究では、脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスにおいて認められる非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の病態に関わる脂肪細胞由来分泌因子の同定、ならびに、代謝調節における脂肪細胞のmTOR経路の意義の解明を目的とした。
脂肪組織を用いたマイクロアレイ解析において、分泌蛋白TSP-1が脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスにおいて増加し、脂肪細胞特異的PDK1/FoxO1ダブル欠損マウスにおいて正常化することを見出した。そこでTSP-1欠損マウスを導入し、脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスをはじめとするいくつかのNASHモデルを用いて、NASHの病態におけるTSP-1の生理的意義に関する解析を進めている。
代謝調節における脂肪細胞のmTOR経路の意義を解明するために、mTORの負の制御因子であるTSC2を脂肪細胞特異的に欠損するマウスを作成し、その表現型の解析を行う予定である。現在、CRISPR-Cas9システムによりTSC2-floxマウスの作出を進めている。
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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
TSP-1欠損マウスの導入および脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスをはじめとするいくつかのNASHモデルの作成、CRISPR-Cas9システムを用いたTSC2-floxマウスの作成は、いずれも順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
TSP-1欠損マウスへの高脂肪・高コレステロール食投与実験、ならびに、TSP-1欠損マウスと脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスを交配して得られるTSP-1欠損バックグランドの脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスを用いた実験を行い、NASHに対するTSP-1欠損効果を検討する。具体的には、肝臓の組織学的解析、中性脂肪含量や遺伝子発現解析を行い、肝における脂肪沈着、炎症、線維化に対する効果を検討する。また、TSP-1による分子メカニズムを明らかにするために、肝細胞やKupper細胞、Stellate細胞の初代培養あるいは培養細胞をTSP-1のリコンビナント蛋白で処理し、脂肪蓄積や炎症、線維化に関与する遺伝子発現、炎症シグナルやインスリンシグナルに対する効果について調べる。
CRISPR-Cas9システムにより作出したTSC2-floxマウスを脂肪細胞特異的Creマウスと交配し、脂肪細胞特異的TSC2欠損マウスを作成する。血糖値、血中インスリン濃度を含む代謝パラメーターの測定、脂肪量の測定、肝組織学的検討を行う。また、脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスとの交配により脂肪細胞特異的PDK1/TSC2ダブル欠損マウスを作出し、脂肪細胞特異的PDK1欠損マウスにおいて認められる代謝異常に対するmTOR経路の意義とそのメカニズムを解析する。
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[Journal Article] Hyperglycemia induces skeletal muscle atrophy via a WWP1/KLF15 axis.2019
Author(s)
Hirata Y, Nomura K, Senga Y, Okada Y, Kobayashi K, Okamoto S, Minokoshi Y, Imamura M, Takeda S, Hosooka T, Ogawa W
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Journal Title
JCI Insight
Volume: 4
Pages: e124952
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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