2019 Fiscal Year Research-status Report
Regulatory role of macrophage differentiation during obesity
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19K07608
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
川崎 拓実 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60584414)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 自然免疫 / マクロファージ / 慢性炎症 / 肥満 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高脂肪摂取か、過食による肥満では、脂肪組織が肥大化し、体重の増大とともに肥満にともなう糖尿病や高血圧などの病態を引き起こす。肥満では、脂肪組織が単に肥大化するだけでなく、脂肪組織中に免疫細胞が浸潤し、持続的に炎症応答が起きる慢性炎症を伴う。慢性炎症は多様な疾患に伴っており、肥満とそれに伴う疾患も慢性炎症が関わることが明らかとなってきている。肥満において慢性炎症にともなう脂肪組織中のマクロファージの分化制御が、脂肪代謝や血中グルコースの制御に重要な役割を果たすことが示されている。そこで、本研究において脂質代謝によるマクロファージ分化と肥満の制御メカニズムの解明を行うため、脂質代謝酵素であるマクロファージ特異的PIKfyve欠損マウスを用いて研究を行っている。その結果、通常食（Normal Control Diet (NCD) )では野生型及びPIKfyve欠損マウスともに体重に大きな差はなかったものの、高脂肪食（High Fat Diet (HFD))を付加することにより肥満を誘導したところ、野生型マウスでは肥満を誘導できたものの、PIKfyve欠損マウスでは肥満状態が抑制されていることが明らかとなった。また、脂肪細胞の肥大化がPIKfyve欠損マウスで抑制されていることが明らかとなった。今後、脂肪組織内の免疫応答にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、野生型及びPIKfyve欠損マウスの脂肪組織中に浸潤する免疫細胞の増減をＦＡＣＳ解析を用いて明らかにする。
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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
野生型及びPIKfyve欠損マウスに通常食（Normal Control Diet (NCD) )を付加したところ変化がなかった。一方、高脂肪食（High Fat Diet (HFD))を付加することにより肥満を誘導したところ、野生型マウスでは肥満を誘導できたものの、PIKfyve欠損マウスでは肥満状態が抑制されていることが明らかとなった。食事誘導性の肥満が起こることで、脂肪細胞の肥大化に伴う内臓脂肪の肥大化が知られている。そこで、Control及び PIKfyve欠損マウスの卵巣周囲脂肪組織を採取し、重量を計測した。その結果、NDを摂餌させた場合では脂肪組織の大きさ、重量に差は見られなかった。一方、HFDを摂餌させた場合では、野生型マウスで脂肪組織が肥大化していたのに対し、PIKfyve欠損マウスにおいては、肥大化が抑制されていた。次に、HFD摂餌後のPIKfyve欠損マウスにおいて、脂肪細胞の肥大化が起きているかを確認するために、パラフィンにより作製した脂肪組織切片のH&E染色を行った。NCDを摂餌させた場合は、野生型及びPIKfyve欠損マウスの脂肪細胞の大きさに差は見られなかった。HFDを摂餌させた場合では、野生型マウスにおいて脂肪細胞が肥大化しているのに対し、PIKfyve欠損マウスでは肥大化が抑えられていることが観察された。
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| Strategy for Future Research Activity |
高脂肪食投与による体重増加が、脂肪組織内の免疫応答にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、野生型及びPIKfyve欠損マウスの脂肪組織中に浸潤する免疫細胞の増減をＦＡＣＳ解析を用いて明らかにする。また、健康な通常状態の脂肪組織内には、炎症抑制性マクロファージ（M2マクロファージ）が常在し、脂肪組織の恒常性維持に寄与している一方で、肥満状態になると脂肪組織は肥大化し、肥満状態では脂肪組織内に集積したTh1 細胞が分泌したⅡ型のインターフェロン（IFN-γ） によって活性化された炎症性マクロファージ(M1マクロファージ)が集積している。M1マクロファージは、TNFαやIL-6などの炎症性サイトカインを分泌し、インスリンシグナルに影響を与え、インスリン抵抗性を亢進する。好中球に続いて単球も誘引され、脂肪組織内に流入し、炎症性サイトカインをさらに産生することで、脂肪組織内を慢性的な炎症状態にすることが知られている。そこで、特にマクロファージをさらに詳しく調べるため、脂肪組織内マクロファージをCD45+CD11b+F4/80+でゲートした後、さらにCD11cとCD206を用いてM1（CD45+CD11b+F4/80+CD11c-CD206+）およびM2（CD45+CD11b+F4/80+CD11c+CD206-）マクロファージとして分離しその割合を解析する。また、脂肪組織内のマクロファージの遺伝子発現をmRNAシークエンスなどを用いて網羅的に調べる。
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