油脂の嗜好性が肥満を誘導する機構と肥満を抑制する機構

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02909
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 松村 成暢 大阪府立大学, 総合リハビリテーション学研究科, 准教授 (70467413)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 勉 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座准教授 (20534879)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肥満 / 油脂摂取 / 嗜好性

Outline of Annual Research Achievements

油脂の摂取は肥満を引き起こし、エネルギー消費を抑制すると考えられてきた。しかしながらこれまでの研究より、油脂の摂取はエネルギー消費をむしろ増加させることが明らかとなった。また、このエネルギー消費の増加には交感神経刺激による褐色脂肪組織の熱産生が一部関与していることが明らかとなった。しかしながら、褐色脂肪組織は非常に小さい組織であり全身のエネルギー消費を大きく亢進しているとは考えがたい。そこで、油脂の摂取が肝臓や骨格筋に与える影響を検討した。
交感神経末端より放出されるノルアドレナリンは骨格筋に多く発現するbetaアドレナリン受容体(ADRB)に結合し、代謝に影響を与えると推測される。ADRBは三種のisoform (ADRB1, ADRB2, ADRB3)がこれまで同定されており、単独で欠損させても他の二種のADRBが補償的に作用することが報告されている。このためADRBの機能を完全に欠損させるためには三種のisoformを同時に欠損させる必要がある。そこで、CRISPRを利用した骨格筋特異的および脂肪組織特異的に三種のADRBを欠損するマウスの作成を試みた。
Caspase9 (Cas9)依存的に三種のADRBを欠損させるためのgRNAを設計し、ROSA26にノックインしたマウスをはじめに作成した。このマウスに骨格筋もしくは脂肪組織特異的にCas9を発現するマウスとかけ合わせ、ADRBの欠損を試みた。しかしながら、骨格筋、脂肪組織ともにADRBの発現量の減少は確認されなかった。また、これらのマウスに油脂を摂取させても野生型マウスと比較して体重にほとんど変化がみられなかった。以上の結果より、上記の方法ではADRBを欠損させることができなかったことが示された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

油脂の摂取により、ADRBを介して脂肪組織または骨格筋でエネルギー消費が亢進するという仮説の基に、検討を行なった。CRISPR/Cas9を利用した3種のisoformのADRB全てを欠損するマウスの作成を試みたが、ADRBを欠損するマウスを得られなかった。このため当初の研究計画を達成できなかったため。

Strategy for Future Research Activity

これまで油脂の摂取は交感神経を刺激し、末梢組織でエネルギー消費を亢進させることを明らかにしてきた。交感神経末端より放出されるノルアドレナリンはアドレナリン受容体と結合し、エネルギー消費に関わる臓器である筋肉や脂肪組織中の細胞内cAMPを増加させる。この一連の反応により油脂の摂取は筋肉や脂肪組織でのエネルギー消費を増加させると推測される。しかしながら、交感神経によるエネルギー代謝調節は不明な点が多い。そこで、筋肉と脂肪組織特異的にcAMPを増加させ、全身のエネルギー消費に与える影響および摂食行動に与える影響を検討する。
cAMPを上昇させる作用を持つGsとカップルしたGs-DREADD ( Designer Receptors　Exclusively Activated by Designer Drugs)を骨格筋細胞または脂肪細胞特異的に発現したマウスを新たに作成し検討を行う。DREADD作動薬をマウスに投与し、骨格筋や脂肪組織にどのような影響がでるのか、全身の代謝にどのような影響がでるのか、食欲にどのような影響を及ぼすのか検討を行う。