2018 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the mechanism of adaptive thermogenesis disorder by selenoprotein P
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18K16224
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
高山 浩昭 金沢大学, 医学系, 技術職員 (90725227)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セレノプロテインP / 適応熱産生 / 褐色脂肪細胞 / ノルアドレナリン / 活性酸素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セレノプロテインP欠損マウスが低体温抵抗性を示す機序を明らかにするため種々の検討を行った。寒冷刺激下の全身セレノプロテインP欠損マウスの褐色脂肪組織では、酸化ストレスの指標であるMDA値が増加していた。また活性酸素によって活性化し熱産生関連遺伝子の発現を正に制御するp38MAPKのリン酸化が寒冷刺激下のセレノプロテインP欠損マウス褐色脂肪組織で亢進していた。また室温下または寒冷刺激下での全身セレノプロテインP欠損マウスの褐色脂肪組織では、活性型とされるスルフェニル化UCP1の蓄積が亢進していた。スルフェニル化とはシステイン残基の可逆的な酸化を指す。抗酸化剤NACの前投与によりこの蓄積が解除された。これらの結果は、セレノプロテインP欠損マウスの褐色脂肪組織では酸化ストレスが亢進し下流の分子を活性化していることを示唆する。
次に初代培養褐色脂肪細胞を用いてノルアドレナリンシグナリングと活性酸素の関係を検討した。初代培養褐色脂肪細胞へのノルアドレナリン処置により活性酸素産生とp38MAPKのリン酸化が有意に更新した。セレノプロテインPの前処置はこのノルアドレナリン誘導性の活性酸素産生を解除した。
次に、セレノプロテインP受容体候補として注目したLdl receptor related protein1 (Lrp1) の機能を検討するために、UCP1 creマウスとLrp1 floxマウスを交配し褐色脂肪細胞特異的Lrp1欠損マウスを作出した。これらのマウスに急性寒冷刺激を付加したが直腸温に差はなかった。
以上の結果は、ノルアドレナリンは褐色脂肪組織において一過的に活性酸素産生を亢進させることで熱産生を刺激すること、セレノプロテインPはこの活性酸素産生を消去することで熱産生を抑制することを示唆する。
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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
初代培養褐色脂肪細胞の樹立、蛍光分子を使用した初代培養褐色脂肪細胞での活性酸素レベルの測定などの実験手技の樹立に問題がなく、計画通りに実験を遂行できている。
当初の仮説である「ノルアドレナリンによる一過的な活性酸素刺激が熱産生を更新する」、「セレノプロテインPは有用な活性酸素を消去することでノルアドレナリン抵抗性を惹起する」を支持する結果が得られている。
仮説と異なり、褐色脂肪特異的Lrp1欠損マウスでは寒冷刺激下の直腸温に有意な変化はなかった。今後はより詳細に表現型を解析する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
初代培養褐色脂肪細胞を用いた実験では、ノルアドレナリン誘導性の活性酸素産生について、その責任細胞内器官の同定を目指す。また細胞温度プローブを用いてノルアドレナリンによる細胞温度上昇の検出と、セレノプロテインPによる作用の検討を試みる。
褐色脂肪特異的Lrp1欠損マウスでは寒冷刺激下の直腸温に有意な差はなかった。Lrp1はセレノプロテインPの単一の受容体ではなく、多くのリガンドと結合することが知られている。最近、Lrp1のリガンドの一つであるラクトフェリンが乳児期の熱産生に重要であることが報告されたことから、このようなセレノプロテインP以外のリガンドによる影響が大きい可能性がある。今後はマイクロサーミスタを使用し褐色脂肪組織の温度を直接測定することを試みる。
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| Causes of Carryover |
実験を計画的に遂行した結果、27,504円の差額が発生した。差額は次年度に物品費として使用する。
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Research Products
(4 results)
