インスリン抵抗性発症過程におけるミトコンドリア酸化的リン酸化の時系列オミクス解析

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K16207
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 湯通堂 紀子 九州大学, 生体防御医学研究所, 学術研究員 (00631649)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ミトコンドリアOXPHOS / エピゲノミクス / マルチオミクス

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、マウスの肝臓で肥満からインスリン抵抗性が生じる過程における、ミトコンドリアOXPHOS経路のヒストン修飾、遺伝子発現、タンパク質発現の変化を解析し、その制御メカニズムを解明することを目的としている。データ取得はエピゲノミクスを中心に行うが、データ解析はエピゲノミクスデータに加えて、解析対象の異なる他プロジェクトで共用予定のトランスクリプトミクス及びプロテオミクスデータを用いる。
H30年度は、エピゲノミクスを中心に、以下のように条件検討とデータ取得を行った。高脂肪食給餌による肥満モデルマウスを作製後、経時的に取得した肝臓組織を凍結破砕粉末にし、それぞれ解析用サンプルとして用いた。サンプルは、各グループにおいて脂肪含有率が大きく異なり、また凍結肝臓粉末という特殊な形状であるため、サンプル調製の条件検討を行い、各オミクス解析に適切な条件を確立した。エピゲノミクスに関しては、ChIP-seqのテスト実験を行い、実験条件を決定後、現在、解析データを測定中である。他プロジェクトとデータを共用するトランスクリプトミクス及びプロテオミクスデータに関しては、本実験で回収した肝臓サンプルを用いて、条件検討後、既にデータを取得済みである。また、インスリン抵抗性発症時期を特定するための補助データ用に、実験に用いた各マウスの体重・血糖値・血中インスリン濃度を測定した。
得られたエピゲノミクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクスデータのクオリティが十分であることを確認後、本研究の目的に適した解析方法を検討し、データ解析を行う。

Current Status of Research Progress

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

Reason

肥満マウス肝臓サンプルの採取・調製や、エピゲノミクス及びその他オミクス解析の条件検討は順調に進行し、各オミクスデータは既に取得済みもしくは現在取得中であるため。

Strategy for Future Research Activity

まず、取得したエピゲノミクスデータ及びトランスクリプトミクス・プロテオミクスデータのクオリティチェックを行い、解析に十分なクオリティであることを確認する。次に、各オミクスデータの定量値を算出し、ミトコンドリアOXPHOS関連分子を抽出する。補助データから推定されたインスリン抵抗性発症時期と比較して、各オミクスデータにおけるOXPHOS関連分子の変動を解析し、インスリン抵抗性とOXPHOS関連分子の変化の因果関係及び伝達経路を明らかにする。

Causes of Carryover

エピゲノミクス（ChIP-seq）の測定時期が予定よりやや遅れたため、それに伴う必要経費も次年度に使用する必要が生じた。また、測定時期が遅れたことに伴い、予定していた学会参加等を行わなかったため、次年度に使用する必要が生じた。
次年度に入り、既にChIP-seqの測定を開始しており、今後の見通しも立っているため、必要な試薬類の購入に使用する。また、次年度のデータ取得完了後は、発表や情報収集等のために学会等に参加するため、旅費が必要になる予定である。