Studies on mechanisms of catecholamine resistance in obese adipocyte and approaches in terms of food science

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20572
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0601:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: KAWARASAKI Satoko 京都大学, 農学研究科, 特定研究員 (60965169)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: HCAR1 / UCP1 / 乳酸 / β-アドレナリンシグナル

Outline of Final Research Achievements

3,5-dihydroxybenzoic acid (DBA), a synthetic agonist of hydroxycarboxylic acid receptor 1 (HCAR1), suppressed Ucp1 expression through inhibition of β-adrenergic signaling pathway. C57BL/6 mice treated with DBA could not maintain their body temperature during housed at 4℃. DBA also suppressed the increase in rectal temperature in mice treated with β3-adrenergic receptor agonist. In addition, an endogenous HCAR1 agonist, lactate, reduced β-adrenergic receptor agonist-induced Ucp1 expression as well as DBA. Moreover, adipocyte-specific lactate dehydrogenase A (LDHA) knockout mice showed decreased lactate concentration in brown adipose tissue and increased Ucp1 expression after cold exposure.

Free Research Field

食品科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

上記の結果より、HCAR1の活性化がβ-アドレナリンシグナルの抑制を介してUCP1の転写や活性を抑制することおよび乳酸が動物個体においてもUcp1発現の調節に寄与している可能性が見出された。肥満状態では脂肪細胞において乳酸産生が亢進することが知られている。本研究の成果から、肥満時の脂肪組織において産生亢進した乳酸がHCAR1を活性化し、β-アドレナリンシグナルを減弱させる可能性が考えられた。本研究で得られた結果はβ-アドレナリン受容体アゴニストとHCAR1アンタゴニストを併用することにより肥満がある程度亢進した状態でも効果的にUCP1発現誘導を介した抗肥満効果を得られる可能性を示すものである。