概日リズム調節因子・メラトニンは血糖上昇ホルモンとして肝臓に作用するか？

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K20129
• Research Institution: Matsumoto University
• Principal Investigator: 浅野 公介 松本大学, 人間健康学部, 助手 (70508449)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 糖新生 / PEPCK / メラトニン / H4IIE 細胞 / 転写調節 / インスリン / デキサメタゾン

Outline of Annual Research Achievements

最終年度では、まず、初代培養肝細胞を用い、メラトニンが PEPCK 遺伝子の発現を誘導するかを検討した。その結果、メラトニン処理後 2 h で PEPCK mRNA 量が増加した。次に、メラトニンが MAPK に属する Erk1 / 2 を活性化するかをウェスタンブロット法により解析した。その結果、非リン酸化型 Erk1 / 2 量は変化せず、リン酸化型 Erk1 / 2 がメラトニン処理15分後に検出された。さらに、昨年度明らかにした、ラット PEPCK 遺伝子プロモーターの -467 ~ +69 の領域にあるメラトニン応答領域を詳細に解析するため、この領域を 5’ 側から -397、-224、-128 までそれぞれ欠失させたコンストラクトを用いレポーターアッセイを行った。その結果、いずれもメラトニンにより活性上昇がみられたが、その活性値は-467 までの領域と比べ、いずれも低下した。
研究期間全体で、１）メラトニンは H4IIE 細胞および初代培養肝細胞において、Erk1 / 2 の活性化を介して PEPCK 遺伝子の発現を誘導する、２）その誘導は遺伝子の転写レベルで生じ、またその誘導には新規タンパク質の合成を必要とする、3）グルココルチコイドであるデキサメタゾンおよびメラトニンが相乗的に PEPCK 遺伝子の発現を誘導し、さらにインスリンはメラトニン存在下において PEPCK 遺伝子の発現を優位に抑制する、３）ラット PEPCK 遺伝子プロモーターの -467 ~ -397 および -128 ~ +69 の領域にはメラトニンに応答する正の転写調節領域が存在する、の4点を明らかにした。これらは、これまで報告されていなかった知見であることから、本研究により肝糖代謝におけるメラトニンの新たな役割が解明されたといえる。