2018 Fiscal Year Research-status Report
ブラウンアディポカインをターゲットとした新規運動効果の探索
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18K10824
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
櫻井 拓也 杏林大学, 医学部, 講師 (20353477)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 褐色脂肪組織 / 運動トレーニング / 肥満 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱産生を行う褐色脂肪組織（brown adipose tissue: BAT）は、新生児期においてのみ存在すると考えられてきたが、近年、成人においてもその存在が認められ、肥満・生活習慣病の予防・改善のキーとなる臓器として非常に注目されている。しかし、BATから分泌される液性因子（ブラウンアディポカイン）については報告が少なく、運動による影響もほとんどわかっていない。本研究では、このブラウンアディポカインにスポットをあて、運動や肥満による影響を検討している。2018年度は以下の検討を行った。
1. 肥満・運動実験ならびにBATおける遺伝子発現の網羅的解析
高脂肪食摂取も運動トレーニング（TR）もしていないコントロールマウス、脂肪含量60％の高脂肪食を4ヵ月間摂取させた肥満マウス、高脂肪食摂取と回転ケージによるTRを施行したTRマウスのBATにおける遺伝子発現の差異を検討したところ、コントロールマウスのBATに比べて肥満マウスのBATでは、chemokine (C-C motif) ligand 9（CCL9）, galectin-3-binding protein（Lgals3bp）やmatrix metallopeptidase 12（MMP12）などの液性因子の遺伝子発現が増加し、逆に、レジスチンやアディプシン遺伝子の発現が減少した。さらに、TRは肥満によるBATでのMMP12やCCL9の発現増加を有意に減弱させた。
2. 褐色脂肪細胞から分泌されるブラウンアディポカインの網羅的解析
HB2褐色脂肪細胞から分泌される液性因子について質量分析装置を用いて網羅的解析を行った。その結果、HB2細胞からはcomplement C3, アディプシン, CCL9やLgals3bpなどの液性因子が分泌されることがわかった。
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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
2018年度の検討から、4ヵ月の高脂肪食を摂取させて肥満させたマウスのBATではCCL9やLgals3bpをはじめとする様々な液性因子の遺伝子発現が変化すること確認された。この結果とHB2褐色脂肪細胞と質量分析装置を用いた検討から、CCL9, Lgals3bpならびにアディプシンなどが褐色脂肪細胞から分泌されるブラウンアディポカインの候補として同定された。さらに、TRは肥満によるBATのCCL9遺伝子などの発現異常を減弱することを明らかにした。これらの結果は、交付申請書に記載した「研究の目的」の達成に有用な知見であることから研究の達成度はおおむね順調であると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度からは以下の研究を推進していく。
1. 同定されたブラウンアディポカインの機能解析
2018年度の検討でブラウンアディポカインとして同定された液性因子がどのような機能を持つか検討する。実際には、CCL9およびLgals3bpなど液性因子のリコンビナントタンパク質を合成し、予想されるブラウンアディポカインのターゲット細胞（褐色もしくは白色脂肪細胞、肝細胞や血管内皮細胞など）に添加し、細胞の形態変化や遺伝子ならびにタンパク質発現の変化をそれぞれDNAアレイと質量分析装置を用いて解析する。得られた遺伝子およびタンパク質発現の変化からブラウンアディポカインのターゲット細胞に対する作用を決定する。
2. ブラウンアディポカイン受容体の単離とシグナル伝達経路の同定
CCL9やLgals3bpなどのブラウンアディポカインの機能を発揮するシグナル伝達経路を同定する。グルタチオン-S-トランスフェラーゼ（GST）とこれらの融合タンパク質を大腸菌内で合成し、GSTがグルタチオンセファロース4Bに特異的に結合することを利用して、GST-ブラウンアディポカイン融合タンパク質を精製する。精製されたタンパク質をターゲット細胞からのタンパク質抽出液と反応させた後にブラウンアディポカインと結合するタンパク質を抽出し、質量分析装置を用いて同定する。同定されたタンパク質のうち、ブラウンアディポカイン受容体の候補タンパク質とブラウンアディポカインとの結合の有無を免疫沈降法で確認する。GSTを用いた同定が困難な場合は、酵母を用いたツーハイブリッド法に切り替えて同定を試みる。ブラウンアディポカイン受容体の単離後、その下流のシグナル伝達因子の活性化をリアルタイムPCRやWestern blot法などで確認し、シグナル伝達経路を同定する。
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| Causes of Carryover |
割引きなどのため消耗品にかかる費用が当初の予想よりも若干低かった。新たに他の消耗品のために使用する。
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[Journal Article] A Mild-Exercise Support Program and Its Affect on Physical Strength and Metabolic Improvement in the Elderly.2019
Author(s)
Nagasawa J, Sakurai T, Haga S, Okada M, Aita F, Miura S, Nakatani T, Shirato K, Sato Y, Ohno H, Kizaki T
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Journal Title
Journal of Exercise, Sports & Orthopedics
Volume: 6
Pages: 1-5
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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