2019 Fiscal Year Research-status Report

ヘパトカインセレノプロテインPによる適応熱産生障害機構の解明

Research Project

Project/Area Number	18K16224
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	高山浩昭金沢大学, 医学系, 技術職員 (90725227)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
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
Outline of Annual Research Achievements	セレノプロテインPによる褐色脂肪熱産生障害の機序の解明のため、以下の検討を行った。（1）初代培養褐色脂肪細胞に種々の薬剤を処置し、ノルアドレナリン誘導性の活性酸素産生の責任細胞内小器官を検討した。その結果、OXPHOS阻害剤または脱共益剤によってノルアドレナリン誘導性活性酸素産生が抑制された。一方でβ酸化阻害剤では抑制されなかった。またミトコンドリアROS選択的プローブを用いた検討により、初代褐色脂肪細胞へのノルアドレナリン処置によりミトコンドリアROSが増大することを確認した。このミトコンドリアROSの増大はセレノプロテインP前処置により解除された。これらの結果は、ノルアドレナリン処置はミトコンドリアでのROS産生を増大すること、セレノプロテインPはそれを抑制することを示唆する。（2）培養褐色脂肪細胞へのSeP投与により、ミトコンドリア型GPXとされるGPX4の発現が亢進した。一方で細胞質型のGPX1の発現に変化はなかった。GPX4ノックダウンはSeP処置によるNA誘導性ROS産生抑制ならびに熱産生障害を解除する一方、GPX1のノックダウンでは解除されなかった。これらの結果はGPX4がSeP作用の鍵分子であることを示唆する。（3）Cellular thermoprobeを使用して、ノルアドレナリンによる細胞温度上昇の検出を試みた。その結果、ノルアドレナリン処置によって初代培養褐色脂肪細胞の温度が約0.8℃上昇したが、セレノプロテインP前処置はこの作用を解除した。（4）FDG-PET検査にて高いBAT活性を認めた健常成人男性43名では、BAT活性と血中SeP濃度が負に相関した。この結果はヒトにおいてもSePがBAT活性を抑制しうる可能性を示す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 概ね当初の計画通りに実験を行い、セレノプロテインPによる褐色脂肪細胞熱産生障害について、その分子機序の解明のために重要な知見を得ることができた。特に褐色脂肪細胞にセレノプロテインPを投与したときのエフェクター分子としてGPX4を同定できたことが大きい。GPX4の抑制が肥満治療の標的となる可能性がある。
Strategy for Future Research Activity	これまでの結果から、セレノプロテインPがGPX4を介した過剰な抗酸化能によってミトコンドリア由来のROS産生を抑制することで熱産生を傷害することが示唆される。最終年度は過栄養状態での熱産生障害とセレノプロテインPの関係について、BAT特異的または肝特異的セレノプロテインP KOマウスおよび高脂肪高ショ糖食を用いて検討する。その際、マイクロ温度計を使用してノルアドレナリンがBAT温度に及ぼす影響を直接測定することを試みる。
Causes of Carryover	実験を効率的に施行した結果、24,706円の未使用金が発生した。この未使用金は次年度に物品費として使用する。