2012 Fiscal Year Annual Research Report
新規臓器間代謝情報ネットワーク機構の発見と役割の解明
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23390238
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
片桐 秀樹 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00344664)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 糖尿病 / 肥満 / 脳・神経 / 脂質代謝 |
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| Research Abstract |
研究代表者らは、求心路・遠心路双方からなる神経ネットワークが個体としての糖代謝やエネルギー代謝の調節機構に重要な役割を果たしていることを発見した。さらに本研究を進めるうち、肝へのグルコキナーゼ遺伝子導入による糖取り込み亢進により、褐色脂肪組織における熱産生が低下する現象を見出し、過栄養時に効率よくエネルギーを備蓄する体に備わった倹約機構が発見できたものと考えられた。そこで本年度は、この臓器間ネットワークの機序を詳細に解析し、生理的な意義や病態における役割について明らかとすることを目的とした。
まず、迷走神経肝臓枝の切断によりこの臓器間連関が生じないことから、肝からの糖代謝亢進シグナルは、求心性迷走神経を介して脳に伝えられていることが示された。さらに、このシグナルが脳内でどのように伝えられているかを検討するため、レーザーマイクロダイセクション法を用いて脳内の核部位における検討を行ったところ、延髄縫線核におけるc-fos遺伝子発現は肝へのグルコキナーゼ遺伝子導入で抑制されることが見いだされた。延髄縫線核は褐色脂肪組織への交感神経起始核が存在するところであり、また、褐色脂肪組織でのカテコラミンターンオーバーが減少していたことから、この臓器間連関は延髄孤束核に入る肝迷走神経求心路と延髄縫線核から出る交感神経遠心路によって形成され、脳がその働きを統御しているものと考えられた。
次に、種々の系統のマウスを用いて検討したところ、この肝グルコキナーゼ発現を端緒とする臓器間ネットワークが系統間での太りやすさの違いをも説明できることが明らかとなった。
本研究により、個体レベルでの倹約機構が発見され、それが臓器間神経ネットワークを介するものであること、さらに、飽食の現代では、肥満の発症につながっていることが示された。さらに、遺伝的に肥満になりやすいかどうかの決定にも関与している可能性が考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Hepatic glucokinase modulates obesity predisposition by regulating BAT thermogenesis via neural signals2012
Author(s)
Tsukita S, Yamada T, Uno K, Takahashi K, Kaneko K, Ishigaki Y, Imai J, Hasegawa Y, Sawada S, Ishihara H, Oka Y, Katagiri H.
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Journal Title
Cell Metab
Volume: 16(6)
Pages: 825-832
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Blockade of the Nuclear Factor-κB Pathway in the Endothelium Prevents Insulin Resistance and Prolongs Life Spans.2012
Author(s)
Hasegawa Y, Saito T, Ogihara T, Ishigaki Y, Yamada T, Imai J, Uno K, Gao J, Kaneko K, Shimosawa T, Asano T, Fujita T, Oka Y, Katagiri H.
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Journal Title
Circulation.
Volume: 125
Pages: 1122-1133
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Brain-derived neurotrophic factor protects against cardiac dysfunction after myocardial infarction via a central nervous system-medeiated pathway.2012
Author(s)
Okada S, Yokoyama M, Toko H, Tateno K, Moriya J, Shimizu I, Nojima A, Ito T, Yoshida Y, Kobayashi Y, Katagiri H, Minamino T, Komuro I.
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Journal Title
Arterioscler Thromb Vasc Biol
Volume: 32(8)
Pages: 1902-1909
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Importance of endothelial NF-B signaling in vascular remodeling and aortic aneurysm formation.2012
Author(s)
Saito T, Hasegawa Y, Ishigaki Y, Yamada T, Gao J, Imai J, Uno K, Kaneko K, Ogihara T, Shimosawa T, Asano T, Fujita T, Oka Y, Katagiri H.
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Journal Title
Cardiovascular Research
Volume: 97(1)
Pages: 106-114
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chronic mild stress alters circadian expressions of molecular clock genes in the liver.2012
Author(s)
Takahashi K, Yamada T, Tsukita S, Kaneko K, Shirai Y, Munakata Y, Ishigaki Y, Imai J, Uno K, Hasegawa Y, Sawada S, Oka Y, Katagiri H.
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Journal Title
Am J Physiol Endocrinol Metab
Volume: 304(3)
Pages: E301-309
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Bach1 deficiency protects pancreatic beta cells from oxidative stress injury2012
Author(s)
Keiichi Kondo, Y. Ishigaki, J. Gao, T. Yamada, J. Imai, S. Sawada, A. Muto, Y. Oka, K. Igarashi, H. Katagiri
Organizer
48th European Association for the Study of Diabetes Annual Meeting
Place of Presentation
Berlin,Germany
Year and Date
20121001-20121005
Invited
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[Presentation] 褐色脂肪組織における熱産生調節につながる組織間ネットワーク2012
Author(s)
突田壮平,山田哲也,宇野健司,高橋圭,浅井洋一郎,白井勇太,宗像佑一郎,金子慶三,澤田正二郎,長谷川豊,今井淳太,石垣泰,岡芳知,片桐秀樹
Organizer
第55回日本糖尿病学会年次学術集会
Place of Presentation
横浜
Year and Date
20120517-19
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