2021 Fiscal Year Research-status Report
視床下部機能制御を標的とする食シグナル学の構築：次世代型機能性食品開発に向けて
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21K19710
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
金子 賢太朗 京都大学, 農学研究科, 特定助教 (30636999)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 視床下部 / レプチン感受性 / 機能性ペプチド / 腸脳連関 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
視床下部の食欲中枢機能は栄養情報を脳に伝えるホルモンにより制御されている。我々は最近、腸管ホルモンGIPの視床下部を介したホルモン感受性制御機構を解明し、視床下部のホルモン感受性が腸脳連関を介した内因性・外因性リガンドの制御下にあること示した。そこで本研究では、食由来成分とレプチンの視床下部における相互作用の実態解明を目指した。
本年度は、独自の視床下部器官培養系を用い、食品由来成分の中から視床下部レプチン感受性を制御する食成分の同定を進めた。消化管を想定した酵素条件（ペプシン+パンクレアチン）により緑葉タンパク質ルビスコを酵素消化した消化物の中から生理活性ペプチドを探索し、６アミノ酸残基ペプチドYHIEPVを選定した。そこで視床下部器官培養系を用い、レプチンシグナルに及ぼす効果を検討したところ、コントロール群と比較して、YHIEPVを添加した群では、レプチンによるSTAT3リン酸化（レプチンの中核シグナル伝達経路）が有意に増加し、YHIEPVが細胞内レプチンシグナルを増強することを見出した。さらに、高脂肪食の主要脂質パルミチン酸による細胞内レプチン抵抗性の誘導がYHIEPVにより有意に改善することを見出し、YHIEPVが視床下部の細胞内レプチン感受性を増強することを明らかにした。そこでマウス個体を用いて検討した結果、レプチン感受性が減弱している高脂肪食飼育マウスにおいて、YHIEPVの経口投与により視床下部のレプチン依存性STAT3リン酸化の有意な増大を確認し、YHIEPVがマウス個体においてもレプチン感受性を増強することを明らかにした。
来年度は、YHIEPVのレプチン感受性増強に関わる視床下部分子メカニズムの解明を目指すと共に、さらなるレプチンとの相互作用の実態解明と抗肥満効果の実証を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、食品由来成分と視床下部におけるレプチンシグナルの相互作用の実態解明とその視床下部分子メカニズムの解明を目指している。
本年度の進捗状況として、緑葉タンパク質ルビスコの消化管酵素消化によって派生する６残基ペプチドYHIEPVが視床下部の細胞内レプチン感受性を増強することを明らかにした。独自の視床下部器官培養系を用い、コントロール群と比較してYHIEPV添加群では、レプチンによるSTAT3リン酸化の有意な増強を確認した。さらには、高脂肪食の主要脂質であり、かつ、炎症反応を惹起するパルミチン酸が視床下部器官培養系においてレプチン抵抗性を誘導することを示すとともに、パルミチン酸によるレプチン抵抗性の誘導がYHIEPVの共添加によって改善することを見出した。これらの結果より、緑葉由来ペプチドYHIEPVが視床下部における細胞内レプチン感受性を増強することを明らかにした。そこでマウス個体を用いた検討を実施した。高脂肪食飼育マウスにおいては、レプチン単独投与によるSTAT3リン酸化の有意な増加を確認できず、本マウスにおいてレプチン感受性が減弱していることを確認した。一方、YHIEPVを経口投与した群ではレプチンによる有意なSTAT3リン酸化を確認し、YHIEPVがマウス個体においてもレプチン感受性を増強することを明らかにした。
以上より、独自の視床下部器官培養系を用いて視床下部の細胞内レプチンシグナルを増強する緑葉ペプチドYHIEPVを見出した。YHIEPVはパルミチン酸によるレプチン抵抗性の誘導の改善効果も発揮し、これらの結果より緑葉ペプチドYHIEPVが視床下部の細胞内レプチン感受性を増強することを明らかにした。さらに、肥満マウスにおいて、経口投与したYHIEPVが視床下部のレプチン感受性を増強することも明らかにしていることから、本研究がおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の検討結果より、独自の視床下部器官培養系により、緑葉タンパク質ルビスコの消化管酵素消化により派生したペプチドYHIEPVが細胞内レプチン感受性を増強するとともに、高脂肪食の主要脂質パルミチン酸によるレプチン抵抗性の誘導をYHIEPVが阻害できることを示した。さらには、緑葉由来ペプチドYHIEPVが経口投与により肥満マウスにおいて視床下部レプチン感受性の増強効果を明らかにした。最終年度も本研究を継続することにより、視床下部におけるYHIEPVのレプチン感受性増強作用の実証と視床下部分子メカニズムの解明を目指す。具体的には、レプチンによる体重減少作用や摂食抑制作用などの抗肥満作用が減弱した肥満マウス個体に、YHIEPVを投与することによりレプチン感受性が改善するのか検討を進めると共に、長期投与による抗肥満効果の実証を目指す。また視床下部レプチン抵抗性と関連を示すネガティブレギュレーターとの相互作用を明らかにすることで、YHIEPVによるレプチン感受性の増強の分子メカニズムの解明を目指す。
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| Causes of Carryover |
昨年度はex vivo視床下部器官培養系を用いた解析を中心に実施し、同時に、高脂肪食誘導肥満マウスコホートを用いたin vivo解析を行ったが想定外の結果が得られ、予定していた視床下部組織サンプルの解析が全て完了しなかったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は視床下部組織サンプルの解析を継続するために必要な試薬の購入に使用する。
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[Presentation] A DISCOVERY OF NOVEL BIOACTIVE PEPTIDES FROM RICE PROTEIN CONTROLLING GHRELIN RELEASE2021
Author(s)
Kentaro Kaneko, Yuki Tokuyama, Eriko Taniguchi, Shimon Abe, Junya Nakato, Hiroshi Iwakura, Masaru Sato, Atsushi Kurabayashi, Hideyuki Suzuki, Akira Ito, Yuki Higuchi, Ryoko Nakayama, Kimiko Uchiyama, Hajime Takahashi, Kousaku Ohinata
Organizer
第５８回 ペプチド討論会
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[Book] PEPTIDE SCIENCE 20212021
Author(s)
Kentaro Kaneko, Yuki Tokuyama, Eriko Taniguchi, Shimon Abe, Junya Nakato, Hiroshi Iwakura, Masaru Sato, Atsushi Kurabayashi, Hideyuki Suzuki, Akira Ito, Yuki Higuchi, Ryoko Nakayama, Kimiko Uchiyama, Hajime Takahashi, Kousaku Ohinata
Total Pages
177
Publisher
THE JAPANESE PEPTIDE SOCIETY
ISBN
978-4-931541-221
