2022 Fiscal Year Annual Research Report
栄養-代謝-エピゲノム軸による細胞機能調節の仕組みを解明
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20K21747
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 寿郎 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (80323020)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | エピゲノム / 代謝シグナル / 脂肪細胞 / 細胞運命決定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肥満に起因した生活習慣病の予防や病態制御の解明は医学・健康科学の大きな課題である。全身のエネルギー代謝を司る脂肪細胞は、外的環境を感知してそれに適した機能（脂肪蓄積または脂肪燃焼）を獲得する。本研究では、脂肪細胞が細胞外の栄養を代謝することで感知し、糖を脂肪に変換して蓄積する機能を獲得するしくみをエピゲノムレベルで解明することを目的とする。本研究で得られる成果は、生活習慣病の効果的な予防・治療法につながる。
高グルコースあるいは低グルコース下において、脂肪細胞分化過程でのメタボローム（代謝物）、トランスクリプトーム（遺伝子発現）、エピゲノム（後天的ゲノム修飾）の統合解析を行った。高グルコース下では、α-ケトグルタル酸をはじめとするクエン酸回路代謝物の上昇、解糖系遺伝子群の転写抑制系ヒストンメチル化 (H3K9me2) の低下、解糖系遺伝子群の発現上昇、解糖系速度の上昇、脂肪滴の蓄積が見られた。一方、低グルコース下では、α-ケトグルタル酸の上昇、転写抑制系ヒストンメチル化の低下、解糖系遺伝子群の発現上昇、脂肪蓄積が抑制された。解糖系遺伝子群のヒストン脱メチル化酵素として、α-ケトグルタル酸を補酵素とするJMJD1Aを明らかにした。JMJD1A発現抑制下では、転写抑制系ヒストンメチル化の低下、解糖系遺伝子群の発現上昇、脂肪蓄積が抑制された。すなわち、脂肪細胞は細胞外グルコースをα-ケトグルタル酸に代謝することで感知し、解糖系遺伝子群のヒストン脱メチル化を行うことにより、糖を脂肪に変換して蓄積する機能を獲得する。本研究により、栄養-代謝-エピゲノム軸による脂肪細胞機能調節の仕組みの一端が明らかとなった。
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[Presentation] SETD5-NCoR-HDAC3 複合体の時空間ダイナミクスは脂肪細胞分化のエンハンサー活性化を制御する2022
Author(s)
松村欣宏, 伊藤亮, 矢島あゆむ, 山口 玲, 田中十志也, 川村猛, 馬郡健太, 内田あおい, 米代武司, 張吉, 楊超然, 高橋宙大, 稲垣毅, 油谷浩幸, 野出孝一, 酒井寿郎
Organizer
第95回日本内分泌学会
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[Presentation] 脂肪細胞のエンハンサーを制御するヒストンアセチル化・脱アセチル化2022
Author(s)
松村欣宏, 伊藤亮, 矢島あゆむ, 山口玲, 田中十志也, 川村猛, 馬郡健太, 内田あおい, 米代武司, 張吉, 楊超然, 高橋宙大, 稲垣毅, 油谷浩幸, 野出孝一, 酒井寿郎
Organizer
第95回日本生化学会大会
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[Presentation] 脂肪細胞分化におけるグルコース感知センサーであるヒストン脱メチル化酵素KDM3Aの解析2022
Author(s)
張吉, 松村欣宏, Ariyanto Eko Fuji, 楊超然, 高橋宙大, 伊藤亮, 米代武司, 曽我朋義, 幡野敦, 松本雅紀, 酒井寿郎
Organizer
第95回日本生化学会大会
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[Presentation] ヒト褐色脂肪組織と妊娠前の親の寒冷曝露：FDG-PETとNIR-TRSでの評価2022
Author(s)
米代武司, 松下真美, 布施沙由理, 黒岩美幸, 黒澤裕子, 山本恭子, 飯田誠, 隈健一, 中村尚, 浜岡隆文, 酒井寿郎, 斉藤昌之
Organizer
第43回日本肥満学会 / 第40回日本肥満症治療学会学術集会
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