Nuclear in situ metabolisms and nuclear receptors.

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K20592
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小椋 利彦 東北大学, 加齢医学研究所, 教授 (60273851)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 核内脂質 / エネルギー代謝 / 核内受容体 / 質量分析

Outline of Annual Research Achievements

前年度まで， C2C12細胞を細胞質と核に分画し、それぞれからBligh-Dyrer法を用いて脂質成分を抽出し、詳細な質量分析を行った。そして、Phosphatidylcholine (PC)、Phosphatidylethanolamine (PE)、lysoPC、lysoPE、Sphingomyelin、Ceramide etc まで拡大して核脂質成分を同定し、リスト化、データベース化することができた。今年度は，この中でもSphingolipid に注目し，その代謝，トランスポーターに関連し，しかも，細胞への力学刺激で発現が大きく変動する因子（運動調節性の脂質代謝経路で，すでに当研究室で同定済みのもの）の解析を行なった。この因子は，exosome を介した細胞外放出にも関連することから，生理活性を有すれば，exercise hormone transporter としての機能が見込まれる。
今年度，このトランスポーターが，どの核内受容体の活性に影響を及ぼすのか，手持ちの全ての核内受容体cDNAからアッセイに必要なコンストラクトを作製して，転写調節能を解析した。その結果，核内受容体ERRa/bに対して強力な転写抑制効果を持つことが明らかとなった。他の核内受容体については，調べた限りで影響を及ぼすことはなく，このトランスポーターは，ERRa，ERRb 特異的に転写抑制能を持つことが明らかとなった。このトランスポーターは核内には存在しないため細胞内の脂質をトランスポートする結果，核内での濃度を下げ，ERRa/b の内在性リガンドが減少すると予想できる。
本年度は，新たな脂質トランスポーターの発見と核内受容体による転写調節の接点を見出すことができた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

前年度に構築した核内脂質、細胞内脂質を利用し，核内受容体の内在性核内リガンドの候補を探ることを開始できた。また，核内に含まれる脂質代謝，輸送に関する因子を exosome として細胞外に放出することが明らかとなり、これは、いわゆる exercise hormone を考える上で、極めて重要な知見になると予想される。本年度は，このトランスポーターが，どの核内受容体に影響するのかを半網羅的に検索し，ERRa/bを同定できた。この知見は，核内脂質の動態，核内受容体リガンドとの関係，exercise hormone 探索の基盤となり，次年度に展開する基礎知見となった。

Strategy for Future Research Activity

次年度は，新規トランスポーターが，どの脂質に結合，運搬できるかを検討する。また，このトランスポーターの細胞内での挙動を詳細に解析し，核を含む細胞小器官との機能的な関係を検討する必要がある。加えて，新規トランスポーターと ERRa/b に結合するリガンドの精製，同定方法を開発，樹立する必要がある。次年度は，これらの研究内容を推進する。

Causes of Carryover

コロナ禍のため研究の一部に支障が出たこと，脂質質量分析が当初の予想より安価に達成できたこと（ある分析企業の御合意による），別のAMED研究が最終段階を迎え，確認実験，論文執筆などに時間を取られたこと，などの理由から，研究費の一部を繰り越して次年度に使用することとした。次年度は，新規トランスポーターやERRa/bに結合する脂質の精製，分析，同定に関して技術開発を行う必要があるが，この研究には多くの労力と研究費を費やす必要がある。差額は，これらの研究に使うことfで，本研究の目標達成につかづくことができる。