Elucidation of the mechanisms of alleviation of insulin resistance and hepatic steatosis by modulating cholesterol metabolism in myeloid cells

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H03712
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 石橋 俊 自治医科大学, 医学部, 教授 (90212919)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: コレステロール / マクロファージ / インスリン抵抗性 / 脂肪肝 / 肥満 / 炎症

Outline of Annual Research Achievements

骨髄細胞(単球・マクロファージと好中球)特異的にHMG-CoA還元酵 素(HMGCR)を除去したマウス(M-HmgcrKO)ではインスリン抵抗性の改善が確認された。
１）8週齢雄マウスを60%kcalラード含有高脂肪食(HFD)または12%kcal脂肪含有普通食(NCD)で24週間飼育した。n数を増やして実施したブドウ糖負荷試験とインスリン負荷試験で評価した。耐糖能・インスリン感受性は、floxedHmgcrに比してM-HmgcrKOで改善した。同様に、インス リンip後のp-Akt/Aktも肝臓・eWAT・腓腹筋においてfloxedHmgcrに比してM-HmgcrKOが有意に増加した。n数を増やして実施した解析においても、精巣上体脂肪組織(eWAT)のF4/80陽性細胞数はfloxedHmgcrに比較してM-HmgcrKOにおいて有意な減少、Cd206発現の有意な低下が確認された。一方、F4/80, Cd68, Cd11c, Tnfa, Il-1b, Il-6, Mcp-1の発現はHFDとNCD間で有意差はなかった。
２）マグネティックビーズで単離したF4/80陽性細胞におおけるNnfaの発現のM-HmgcrKOにおける有意な減少はn数を増やしても確認された。。
以上の結果から、マクロファージ特異的なHMGCRの欠損はeWATのマクロファージ数の減少に伴う炎症性変化が減弱し、その結果インスリン抵抗性改善すると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

理由
HFD飼育時のM-HmgcrKOの表現型解析は順調に進行している。
予備実験から想定された脂肪肝改善効果やマクロファージの機能変化する理由に関する究明はやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

脂肪肝改善効果とマクロファージの機能変化の機序に関する実験を中心に推進する。
１）脂肪肝改善効果に関しては肝臓・肝実質細胞・肝非実質細胞における遺伝子発現変化を調べる。肝臓内のマクロファージ系細胞数も定量する。
２）マクロファージの機能変化に関しては、マクロファージ遊走能を評価する。Hmgcrより下流のステロール経路と非ステロール経路の関与に関する検討を進める。

Research Products

• [Journal Article] β-Cell-Specific Deletion of HMG-CoA (3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A) Reductase Causes Overt Diabetes due to Reduction of β-Cell Mass and Impaired Insulin Secretion. (2020)
  • Author(s): Takei S, Nagashima S, Takei A, Yamamuro D, Wakabayashi T, Murakami A, Isoda M, Yamazaki H, Ebihara C, Takahashi M, Ebihara K, Dezaki K, Takayanagi Y, Onaka T, Fujiwara K, Yashiro T, Ishibashi S.
  • Journal Title: Diabetes Volume: 69 Pages: 2352-2363.
  • DOI: 10.2337/db19-0996
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peripheral circadian rhythms in the liver and white adipose tissue of mice are attenuated by constant light and restored by time-restricted feeding. (2020)
  • Author(s): Yamamuro D, Takahashi M, Nagashima S, Wakabayashi T, Yamazaki H, Takei A, Takei S, Sakai K, Ebihara K, Iwasaki Y, Yada T, Ishibashi S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 15 Pages: e0234439
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0234439.
  • Peer Reviewed / Open Access