多房性脂肪細胞におけるオートファジーがエネルギー代謝を制御するメカニズムの解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09025
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 田守 義和 神戸大学, 医学研究科, 特命教授 (90379397)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: オートファジー / 褐色脂肪細胞

Outline of Annual Research Achievements

2020年度の実験計画としては、（１）白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞において、それぞれの細胞で脂肪滴形態を規定するFSP27αとFSP27βが、オートファジーを如何に制御しているのかを細胞レベルで解明すること、および（２）褐色脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスの作成の2項目である。
（１）に関して、COS細胞に発現プラスミドでFSP27αおよびFSP27βを過剰発現することで、白色脂肪細胞特異的に発現して単房性脂肪滴を形成するのに必須のFSP27αはオートファジーを抑制するが、褐色脂肪細胞に豊富に発現し多房性脂肪滴を形成するのに重要なFSP27βはこれを抑制しないことを明らかにした。これはマウスを絶食にしたとき、褐色脂肪細胞でオートファージーが亢進するが白色脂肪細胞では亢進しない現象において、白色脂肪細胞で単房性脂肪滴の形成に与るFSP27αがオートファジーを抑制していることを示す興味深い結果である。
さらに、今年度はFSP27αとFSP27βがオートファジーを制御する分子メカニズムを脂肪細胞で詳細に解析するため、FSP27β特異的な欠損マウスを作成した。このマウスの褐色脂肪細胞は白色脂肪細胞と同様に単房性脂肪滴を形成した。このマウスの褐色脂肪細胞におけるオートファジーを検討することによって、脂肪細胞でのオートファジーの亢進には、FSP27αの発現低下が重要か、多房性の小脂肪滴の形成が重要か明らかにできる。
（２）については、Atg7fl/flマウスをUCP-1 Creマウスと交配して、褐色脂肪細胞特異的なAtg7欠損マウスの作成を進めようとしている。
マウスの褐色脂肪細胞におけるオートファジーの亢進には、多房性脂肪滴の脂肪分解で生じ、細胞質に増加した遊離脂肪酸が関連しているのではないかと予想して、HW脂肪細胞およびHB脂肪細胞で、オートファジーに対する遊離脂肪酸の効果を検討している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

個体レベルの検討として行っている褐色脂肪細胞特異的Atg7欠損マウス作成が遅れているため。

Strategy for Future Research Activity

2021年度もFSP27がオートファジーを制御する分子メカニズムの細胞レベルにおける解析を継続して行く。解析の標的分子としては、AMPKとFOXO1に加え、遊離脂肪酸も候補として検討して行く。
今年度作成したFSP27β特異的欠損マウスをオートファジーの解析に利用して行く。
褐色脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスの作成・解析を継続して行く。

Causes of Carryover

2020年度は、予定していた褐色脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスの作成が遅れた事で予定使用額には至らなかった。
繰越額は、2021年度の褐色脂肪細胞特異的Atg7欠損マウスの完成とそれを使用した実験、および細胞レベルの解析に使用する予定である。