2021 Fiscal Year Research-status Report
解糖系振動とレプチン振動による白色脂肪細胞のレプチン分泌メカニズムの解明
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20K19919
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
柴田 賢一 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 非常勤教員 (90753799)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 解糖系振動 / 白色脂肪細胞 / レプチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
白色脂肪細胞はエネルギーを貯蔵し、食欲を抑制する飽食ホルモンのレプチンを分泌する。 レプチンは、肥満や糖尿病、妊娠、がん、アルツハイマー病などと関わる生命と健康にとって 重要なホルモンである。しかし、その分泌メカニズムは十分に解明されていない。白色脂肪細胞は解糖系振動を起こすのか、また、解糖系とレプチン分泌の関連性を解糖系振動を用いて明らかにできるのかを解明することを目的としている。
本研究では最も研究されている前駆脂肪細胞株3T3-L1を用いた。3T3-L1はインスリンと、 デキサメタゾン、3-イソブチル-1-メチルキサンチンで分化誘導することで白色脂肪細胞に分化する。本研究ではインスリンと、 デキサメタゾン、3-イソブチル-1-メチルキサンチンの濃度や、インスリン感受性増強剤のロシグリタゾン、培養容器の種類など様々な条件で分化誘導して、分化効率が高く弱い蛍光の観察ができる条件を探索した。
予備的ではあるが明瞭な解糖系振動を観測することに成功し、明瞭な波形が3回ほど観測された（第31回 非線形反応と協同現象研究会、ポスター発表）。今回、単細胞の白色脂肪細胞で観測された解糖系振動の周期は、ラットから摘出された脂肪組織で観測された代謝振動の周期よりもはるかに遅かったが、その原因は不明である。特別な前処理をせずに、グルコース濃度が正常な空腹時血糖値と同じ濃度の緩衝液にインスリンを加えただけで振動したので、正常な生体内でも脂肪細胞が解糖系振動を示している可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度のコロナ禍の影響による遅れを取り戻せていない。
また、解糖系振動はNADHの自家蛍光によって観察しているが、自家蛍光は蛍光強度が弱いため、蛍光試薬を用いる一般的な蛍光観察に比べて培養容器の自家蛍光や燐光の影響を受けやすい。そのため、蛍光観察用となっている容器でも観察に影響してしまうことがある。培養容器の種類が3T3-L1 の白色脂肪細胞への分化に強く影響することが判明し、NADHの弱い自家蛍光を観察を観察でき、かつ、分化も可能な培養容器が今年度内に発見することができなかった。これにより、予備実験で得られた解糖系振動の再現性の確認が進んでいない。
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| Strategy for Future Research Activity |
NADH自家蛍光による解糖系振動の観察は困難であるため、ミトコンドリアの膜電位や細胞内カルシウム濃度に反応して蛍光を発する試薬で染色し、間接的に振動を観察する方法を検討している。
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| Causes of Carryover |
蛍光試薬や各種アッセイキット等はしばしば7万円以上するので、無理に使い切らずに次年度に持ち越した方が効果的に使用できると判断したため、次年度使用額が生じた。蛍光試薬や各種アッセイキット等の購入に使用する計画である。
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