2019 Fiscal Year Annual Research Report
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19H02916
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
竹中 麻子 明治大学, 農学部, 専任教授 (40231401)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | タンパク質欠乏 / IGF-I / FGF21 / VLDLR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）血中IGF-I濃度低下と筋萎縮が脂肪肝形成に寄与する可能性を検討した。成長期のマウスに低タンパク質食を与え、半数にIGF-Iを充填した浸透圧ポンプを皮下に埋め込み、血中IGF-I濃度の低下を解除することに成功した。しかし、タンパク質欠乏による脂肪肝の抑制はみとめられなかった。
２）VLDLRによるVLDL取り込みが脂肪肝形成に寄与する可能性を検討した。VLDLRノックアウトマウスと野生型マウスを通常食（タンパク質含量20%）あるいは低タンパク質食（タンパク質含量3%）で１週間飼育し、肝臓トリグリセリド濃度を測定した。VLDLRノックアウトはタンパク質欠乏による脂肪肝を抑制せず、脂質代謝の指標にも変化を生じなかった。
３）VLDLRにはタイプ１とタイプ２があることが知られており、糖鎖結合領域をもつタイプ１の方がVLDL取り込み活性が高い。今年度は、タンパク質欠乏時に増加するVLDLRのタイプを解析した。通常食あるいは低タンパク質食で11日間飼育したマウスの肝臓VLDLR量をWestern blot解析によりをタイプ別に測定し、タンパク質レベルで両方のタイプのVLDLRが増加することを明らかにした。また、他臓器のVLDLR mRNA量およびVLDLR量も測定し、タンパク質欠乏時のVLDL増加が遺伝子発現レベルで生じ、肝臓特異的であることも明らかにした。
４）筋萎縮が脂肪肝形成の要因であることを別のモデルで示す目的で、精巣除去（テストステロン欠乏）によりラットの筋重量を低下させ、タンパク質欠乏による脂肪肝形成に及ぼす影響を解析した。精巣除去したラットで筋重量の低下と共にタンパク質結合時の肝臓脂肪蓄積量が偽手術群より増加し、筋肉量の低下がタンパク質欠乏時の脂肪関係性と関連する可能性を示した。
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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
予定していた検討を全て実施することができた。また、研究実績４）は、2020年度以降に行う予定であった検討項目を前倒しして行うことができた。研究の進捗状況は順調であると考えている。
一方で、タンパク質欠乏による脂肪肝発症の機構について、研究当初の仮説に合致した結果は必ずしも得られなかった。本研究では、タンパク質欠乏時の脂肪肝の要因として、血中IGF-I濃度の低下で生じる筋肉量の減少とVLDLRによる肝臓へのリポタンパク質取り込みに注目している。2019年度はIGF-IとVLDLRの関与を直接検討できる動物実験を実施したが、IGF-I低下およびVLDLR増加が脂肪肝の直接の原因であるという結果は得られなかった。しかし精巣除去による実験からは、筋肉量の低下と脂肪肝の関連性を示す結果が得られている。これらの結果については、2019年に行った動物実験のサンプルを用いてさらに測定を行い、実験系の評価を行ってIGF-IおよびVLDLRの脂肪肝への寄与を明らかにする必要がある。加えて、特にVLDLRについては、タンパク質欠乏時の増加の生理的意義を検討したい。また、他の経路が脂肪肝発症に中心的な役割を果たす可能性についても検討を行う必要が出てきたと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね、予定していた計画を変更せず推進する。
１）筋肉量の変化と脂肪肝の関連性を明らかにする。タンパク質欠乏時およびIGF-I投与による筋肉タンパク質合成・分解活性の変化をin vivoで解析する。
２）VLDLRによる脂質取り込みと脂肪肝の関連性についてさらに検討を進める。低タンパク質食中のタンパク質含量をさらに少なくし（2019年度の3%に対し1%）、VLDLRノックアウトマウスに与えて脂肪肝への影響を再検討する。また、VLDLRが認識するApoEを欠損したマウスを用いた実験も行い、VLDLRの脂肪肝形成への寄与をさらに検討する。
３）タンパク質欠乏時のVLDLR増加機構についても検討を行う。タンパク質欠乏によって活性が増加する転写因子であるATF4、ATF4によって発現が増加するFGF21がVLDLR発現の要因である可能性を検討する。検討は、FGF21ノックアウトマウスを用いたin vivo実験と培養細胞を用いた実験を組み合わせて行う。
４）タンパク質欠乏による脂肪肝発症機構については、当初の予想に加え、エネルギー源としての糖の臓器への取りこみ量の変化についても新たに検討を進めたいと考えている。
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