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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Genetic basis for the variation of thermogensis in humanss

Research Project

Project/Area Number 21H02571
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

中山 一大  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90433581)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斉藤 昌之  北海道大学, 獣医学研究院, 名誉教授 (80036441)
西村 貴孝  九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (80713148)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords寒冷適応 / 飢餓適応 / 褐色脂肪組織 / ゲノム多型
Outline of Annual Research Achievements

現代人で観察される熱産生能力多様性の進化的起源を明らかにする目的で、主に東アジア人を対象として、核医学解析、熱画像解析、呼気ガス分析等の手法を用いて主要な熱産生器官である褐色脂肪組織の活性を測定、同時にゲノムDNAの供与を受けて、同形質に寄与する遺伝的素因の同定を試みた。最終年度までに800名超のデータおよび試料収集が完了し、これを利用していくつかの成果を得た。まず、褐色脂肪組織活性に寄与する遺伝子としてβ2アドレナリン受容体遺伝子を同定することができた。この遺伝子のエキソン領域に存在する機能的な一塩基多型(SNP)に寒冷曝露時における褐色脂肪組織活性および代謝亢進とに強い関連を認めた。また、食欲の制御等にも重要な役割を果たすレプチン受容体遺伝子、概日リズムの制御に関わるメラトニン受容体遺伝子にも褐色脂肪組織活性との関連が示唆されるSNPを同定した。この発見は、褐色脂肪組織による熱産生能の個人差と、飢餓や日照時間等の低温以外の環境要因との関係を示唆しており非常に興味深い発見である。また、一部の試料をもちいて全ゲノムレベルでのSNP遺伝型判定を実施し、褐色脂肪組織活性とのゲノムワイド関連解析を試行的に実施したところ、いくつかの有望な新規遺伝子座位を発見することができた。この中には、高い褐色脂肪組織活性と結びついたバリアントアレルが、東アジアの高緯度地域の集団にのみほぼ特異的に存在し、かつ同地域で強い選択的一掃の痕跡を残しているものも見つかっており、東アジア人集団にみられる褐色脂肪組織活性の多様性に、過去の移住と環境適応が強く影響していることの証拠を得ることができた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Genetic evidence for involvement of β2-adrenergic receptor in brown adipose tissue thermogenesis in humans2024

    • Author(s)
      Ishida Yuka、Matsushita Mami、Yoneshiro Takeshi、Saito Masayuki、Fuse Sayuri、Hamaoka Takafumi、Kuroiwa Miyuki、Tanaka Riki、Kurosawa Yuko、Nishimura Takayuki、Motoi Midori、Maeda Takafumi、Nakayama Kazuhiro
    • Journal Title

      International Journal of Obesity

      Volume: AOP Pages: AOP

    • DOI

      10.1038/s41366-024-01522-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mevalonate biosynthesis pathway regulates the development and survival of brown adipocytes2023

    • Author(s)
      Kwon Jungin、Yeh Yu-Sheng、Kawarasaki Satoko、Minamino Hiroto、Fujita Yoshihito、Okamatsu-Ogura Yuko、Takahashi Haruya、Nomura Wataru、Matsumura Shigenobu、Yu Rina、Kimura Kazuhiro、Saito Masayuki、Inagaki Nobuya、Inoue Kazuo、Kawada Teruo、Goto Tsuyoshi
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 106161~106161

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106161

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Thermogenic Brown Fat in Humans: Implications in Energy Homeostasis, Obesity and Metabolic Disorders2023

    • Author(s)
      Saito Masayuki、Okamatsu-Ogura Yuko
    • Journal Title

      The World Journal of Men's Health

      Volume: 41 Pages: 489~489

    • DOI

      10.5534/wjmh.220224

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Endocrine, inflammatory and immune responses and individual differences in acute hypobaric hypoxia in lowlanders2023

    • Author(s)
      Nishimura Takayuki、Motoi Midori、Toyoshima Hideo、Kishida Fumi、Shin Sora、Katsumura Takafumi、Nakayama Kazuhiro、Oota Hiroki、Higuchi Shigekazu、Watanuki Shigeki、Maeda Takafumi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 12659

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39894-w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Signatures of adaptation in myopia-related genes on the sunlight exposure hypothesis2023

    • Author(s)
      Xia Tian、Nakayama Kazuhiro
    • Journal Title

      Journal of Physiological Anthropology

      Volume: 42 Pages: 26

    • DOI

      10.1186/s40101-023-00341-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 寒冷地域で自然選択を受けた遺伝子多型の褐色脂肪組織活性への影響の検証2023

    • Author(s)
      石田悠華、松下真美、米代武司、斉藤昌之、中山一大
    • Organizer
      第44回日本肥満学会
  • [Presentation] Decomposing polygenic adaptation of myopia on the sunlight exposure hypothesis2023

    • Author(s)
      Tian Xia, Kazuhiro Nakayama
    • Organizer
      75th Annual Meeting of American Society of Human Genetics
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] β2-AR、β3-ARおよびUCP1遺伝子多型がヒトの褐色脂肪組織活性に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      石田悠華、松下真美、米代武司、斉藤昌之 、布施沙由理、浜岡隆文、西村貴孝、本井碧、前田享史、中山一 大
    • 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
  • [Presentation] 褐色脂肪組織活性を指標とした寒冷適応候補遺伝子多型の機能評価2023

    • Author(s)
      石田悠華、松下真美、米代武司、斉藤昌之、中山一大
    • Organizer
      第77回日本人類学会大会
  • [Presentation] The adaptive origins of the genetic basis of nearsightedness2023

    • Author(s)
      Tian Xia, Kazuhiro Nakayama
    • Organizer
      第77回日本人類学会大会
  • [Presentation] Are genes under positive selection in high latitudes associated with brown adipose tissue activity in East Asians and contributing to cold adaptation?2023

    • Author(s)
      Yuka Ishida, Mami Matsushita, Takeshi Yoneshiro, Masayuki Saito, Kazuhiro Nakayama
    • Organizer
      16th International Congress of Physiological Anthropology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 褐色脂肪組織活性の多様性に関与する遺伝子多型の探索 ―東アジア人の寒冷適応進化の解明に向けて―2023

    • Author(s)
      石田悠華
    • Organizer
      日本生理人類学会大会第84回大会
  • [Presentation] 熱産生能力の遺伝的多様性と寒冷適応2023

    • Author(s)
      中山一大
    • Organizer
      第77回日本人類学会大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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