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2023 Fiscal Year Annual Research Report

シグナル感知エピゲノム酵素による世代を超えた環境適応機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21H04826
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

酒井 寿郎  東北大学, 医学系研究科, 教授 (80323020)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川村 猛  東京大学, アイソトープ総合センター, 准教授 (70306835)
Project Period (FY) 2021-04-05 – 2024-03-31
Keywords肥満 / 生活習慣病 / 脂肪細胞 / エピゲノム / 翻訳後修飾 / 適応熱産生
Outline of Annual Research Achievements

超高齢化社会を迎え、肥満を原因とする生活習慣病に加え、サルコペニアなどの加齢に伴う疾患が増えており、その対策は健康な寿命を延伸するために緊急な課題である。近年、中高年の生活習慣病のなりやすさ体質がすでに母親の栄養状態を介して胎児の期間に記憶されているというDevelopmental origins of health and disease(DOHaD)仮説が注目されているが分子機構の詳細は不明である。本研究では、「栄養環境を感知するヒストン脱メチル化酵素」に着目し、世代を超えたエピゲノム制御機構を解明することを目的とする。本研究で得られる知見は、その分子基盤に基づく生活習慣病の予防・治療法を創出し、健康寿命の延伸による国民生活の質の向上に貢献する。
ヒストン脱メチル化酵素の遺伝子点変異により酵素活性のみを阻害したマウスを作製して代謝表現型を解析したところ、野生型マウスに比べて強く肥満を呈し、ベージュ脂肪細胞特異的遺伝子発現の低下、脂肪組織における血管密度の低下と神経支配の不全が認められた。そこで、脂肪組織、神経、血管特異的な欠損マウスの作製と解析を進めた。ヒストン脱メチル化酵素のPOMC神経特異的欠損マウスを作製したところ、摂餌量、体重、脂肪重量の増加およびエネルギー消費量の低下が観察された。次に、前駆脂肪細胞特異的欠損マウスを作製したところ、体重と脂肪重量の増加、エネルギー消費量の低下、糖代謝異常が認められた。さらに、脂肪細胞分化におけるヒストン脱メチル化酵素の働きは細胞外のグルコース依存的に機能することを見出した。薬理的刺激に応じて後天的かつ血管内皮細胞特異的にヒストン脱メチル化酵素を欠損するマウスの作製にも成功し、解析を進めている。

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

    (24 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A TLR4/TRAF6-dependent signaling pathway mediates NCoR coactivator complex formation for inflammatory gene activation2024

    • Author(s)
      Abe Y, Kofman ER, Ouyang Z, Cruz-Becerra G, Spann NJ, Seidman JS, Troutman TD, Stender JD, Taylor H, Fan W, Link VM, Shen Z, Sakai J, Downes M, Evans RM, Kadonaga JT, Rosenfeld MG, Glass CK.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 121 Pages: e2316104121

    • DOI

      10.1073/pnas.2316104121

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Crucial role of iron in epigenetic rewriting during adipocyte differentiation mediated by JMJD1A and TET2 activity2023

    • Author(s)
      Suzuki T, Komatsu T, Shibata H, Tanioka A, Vargas D, Kawabata-Iwakawa R, Miura F, Masuda S, Hayashi M, Tanimura-Inagaki K, Morita S, Kohmaru J, Adachi K, Tobo M, Obinata H, Hirayama T, Kimura H, Sakai J, Nagasawa H, Itabashi H, Hatada I, Ito T, Inagaki T.
    • Journal Title

      Nucleic Acids Research

      Volume: 51 Pages: 6120~6142

    • DOI

      10.1093/nar/gkad342

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chemogenetic activation of G12 signaling enhances adipose tissue browning2023

    • Author(s)
      Ono Y, Ito R, Arai K, Singh G, Saitoh T, Russell RB, Raimondi F, Aoki J, Sakai J, Inoue A.
    • Journal Title

      Signal Transduction and Targeted Therapy

      Volume: 8 Pages: 307

    • DOI

      10.1038/s41392-023-01524-2

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RANK ligand converts the NCoR/HDAC3 co-repressor to a PGC1β- and RNA-dependent co-activator of osteoclast gene expression2023

    • Author(s)
      Abe Y, Kofman ER, Almeida M, Ouyang Z, Ponte F, Mueller JR, Cruz-Becerra G, Sakai M, Prohaska TA, Spann NJ, Resende-Coelho A, Seidman JS, Stender JD, Taylor H, Fan W, Link VM, Cobo I, Schlachetzki JCM, Hamakubo T, Jepsen K, Sakai J, Downes M, Evans RM, Yeo GW, Kadonaga JT, Manolagas SC, Rosenfeld MG, Glass CK.
    • Journal Title

      Molecular Cell

      Volume: 83 Pages: 3421~3437.e11

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2023.08.029

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hypoxia activates SREBP2 through Golgi disassembly in bone marrow-derived monocytes for enhanced tumor growth2023

    • Author(s)
      Nakahara R, Aki S, Sugaya M, Hirose H, Kato M, Maeda K, Sakamoto DM, Kojima Y, Nishida M, Ando R, Muramatsu M, Pan M, Tsuchida R, Matsumura Y, Yanai H, Takano H, Yao R, Sando S, Shibuya M, Sakai J, Kodama T, Kidoya H, Shimamura T, Osawa T.
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 42 Pages: e114032

    • DOI

      10.15252/embj.2023114032

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Environmental factor reversibly determines cellular identity through opposing Integrators that unify epigenetic and transcriptional pathways2023

    • Author(s)
      Takahashi H, Ito R, Matsumura Y, Sakai J.
    • Journal Title

      BioEssays

      Volume: 46 Pages: e2300084

    • DOI

      10.1002/bies.202300084

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 妊娠前の親の寒冷曝露が子の褐色脂肪組織の活性と肥満度に与える影響2023

    • 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, 山岡敏明, 飯田誠, 隈健一, 中村尚, 浜岡隆文, 酒井寿郎, 斉藤昌之
    • Organizer
      第77回日本栄養・食糧学会大会
  • [Presentation] 父性寒冷刺激による次世代の熱産生脂肪細胞の運命決定機構2023

    • Author(s)
      菅原優人, 魏宇辰, 金紫越, 岡本真由美, 楊超然, 張琳, 安澤隼人, 西羽美, 木下賢吾, 米代武司, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      日本生化学会東北支部 第89回例会・シンポジウム
  • [Presentation] 環境ストレス感知とエピゲノム機構を介した肥満改善機構2023

    • Author(s)
      酒井寿郎
    • Organizer
      第41回日本内分泌学会 内分泌代謝学サマーセミナー
  • [Presentation] 環境シグナル感知とエピゲノム機構による脂肪組織熱産生と抗肥満機構の解明2023

    • Author(s)
      高橋宙大,楊歌,米代武司,伊藤亮,楊超然,岡本真由美,油谷浩之,川村猛,石濱泰,松村欣宏,酒井寿郎
    • Organizer
      第55回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • [Presentation] Signal Sensing and Epigenomic Rewriting by JMJD1A Induces Mitochondria Biogenesis and Prevent Obesity2023

    • Author(s)
      Juro Sakai
    • Organizer
      Japan-China Atherosclerosis Symposium2023
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Control of adipose thermogenesis and obesity through epigenomic reprogramming by a cold stress-responsive histone demethylase that is sensitive to β-adrenergic signaling2023

    • Author(s)
      Juro Sakai
    • Organizer
      12th GWANAK SYMPOSIUM on Metabolic Complications
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cold-signal-sensing histone demethylase regulates brown and beige adipocyte activation by distinct mechanisms to prevent obesity2023

    • Author(s)
      Juro Sakai
    • Organizer
      The 10th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cold-signal-sensing histone demethylase regulates brown and beige adipocyte activation by distinct mechanisms to prevent obesity2023

    • Author(s)
      Juro Sakai
    • Organizer
      Host-Directed Antiviral Research Center Seminar
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 父性寒冷刺激は仔マウスにおいて熱産生脂肪細胞の分化を誘導してエネルギー代謝を調節する2023

    • Author(s)
      魏宇辰, 米代武司, 金紫越, 荒井誠, 岡本真由美, 楊超然, 永江玄太, 油谷浩幸, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 肪組織におけるヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aの代謝調節機構の解明2023

    • Author(s)
      寒河江陽菜, 伊藤亮, 荒井誠, Myagmar Tumenjargal, 崔賢美, 米代武司, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 寒冷刺激が精子DNAメチル化およびsmall RNAに及ぼす影響の解析2023

    • Author(s)
      神仁美, 岡本(勝山)真由美, 楊超然, 米代武司, 永江玄太, 吉田圭介, 油谷浩幸, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 環境シグナル感知とエピゲノム機構による脂肪組織熱産生と抗肥満機構の解明2023

    • Author(s)
      高橋宙大, 楊歌, 米代武司, 阿部陽平, 伊藤亮 楊超然, 川村猛, 石濱泰, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第44回日本肥満学会
  • [Presentation] ヒストン脱メチル化酵素JMJD1A による白色脂肪組織のミトコンドリア生合成は代謝障害を阻害する2023

    • Author(s)
      伊藤亮, 謝詩雨, Myagmal Tumenjargal, 米代武司, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第44回日本肥満学会
  • [Presentation] 父性寒冷刺激は脂肪組織の熱産生活性して食事性肥満とインスリン抵抗性を軽減する2023

    • Author(s)
      魏宇辰, 米代武司, 金紫越, 高橋宙大, 崔賢美, 伊藤亮, MYAGMAR TUMENJARGAL, 荒井誠, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第44回日本肥満学会
  • [Presentation] 脂肪組織におけるヒストン脱メチル化酵素JMJD1A の代謝調節機構の解明2023

    • Author(s)
      寒河江陽菜, 伊藤亮, 荒井誠, Myagmar Tumenjargal, 崔賢美, 趙亞楠, 寺西仁志, 花田礼子, 米代武司, 松村欣宏, 酒井寿郎
    • Organizer
      第44回日本肥満学会
  • [Presentation] ヒストン脱メチル化酵素 JMJD1A と PGC1 によるミトコンドリア増生とベージュ化による肥満抑制機構2023

    • Author(s)
      謝詩雨, 伊藤亮, Tumenjargal Myagmar, 松村欣宏, 米代武司, 酒井寿郎
    • Organizer
      第27回アディポサイエンス・シンポジウム
  • [Remarks] 東北大学大学院医学系研究科細胞生物学講座分子代謝生理学分野/Publications

    • URL

      http://http://www.metab.med.tohoku.ac.jp/publications/

  • [Remarks] 東京大学先端科学技術研究センター酒井研究室/原著論文

    • URL

      http://www.mm.rcast.u-tokyo.ac.jp/publications/pubs.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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