2012 Fiscal Year Research-status Report
時計遺伝子ＢＭＡＬ１による脂肪細胞機能の制御とそのメカニズム
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23590091
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
榛葉 繁紀 日本大学, 薬学部, 教授 (20287668)
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| Keywords | 体内時計 / BMAL1 |
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| Research Abstract |
メタボリックシンドローム発症の要因は様々であるが、生活時間帯のシフトによる生体リズムの乱れもそのひとつであることが多くの疫学調査より示唆されている。生体リズムは、細胞レベルにおいて時計遺伝子であるBrain-Muscle Arnt Like Protein (BMAL)1により制御されている。我々は前回までの採択研究においてBMAL1全身KOマウスを作製し、その解析を行ったところ、BMAL1全身KOマウスは高脂肪食負荷による脂肪組織の肥大化に対して抵抗性を示し、その結果、脂肪組織に蓄えられない過剰の脂質が循環し、肝臓ならび骨格筋における異所性脂肪の蓄積、脂質異常症ならびに耐糖能の低下を示すことを明らかにした。そこで本研究では、上述した知見を基に体内時計システムの異常よるメタボリックシンドローム発症メカニズムを明らかする目的で、脂肪細胞特異的にBMAL1遺伝子を破壊したadipoBMAL1 KOマウス”を作製した。本マウスはコントロールマウスに比較して、体重が重いこと、そしてその原因として摂食時間の変化ならびに脂質分解の変化によることを明らかにした。また脂肪組織以外の組織に関して、遺伝子改変マウスを用いた検討により、BMAL1欠損による異所性骨形成への関与を、マイクロCTを用いた画像解析から明らかにした。さらにBMAL1がIndian hedgehogの転写を制御することで軟骨形成に関与することを明らかにした。またDNAメチル化酵素であるDNMT3Bの発現がBMAL1により制御されていることを明らかにした。以上の結果は、原著論文６報、総説６報、招待講演４回において発表された。
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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
脂肪組織特異的にBMAL1を欠損したマウスadipoBMAL1 KOマウスに関して、昨年度中に病理的解析を行う予定であったが、繁殖により得られたマウスが少なく十分に行うことができなかった。しかしながらその検討は、本年度に遂行することができ、一定の成果を得た。また本年度は当初から行動生理学的解析と耐糖能を検討する予定であったが、これらに関しても予定通り遂行し成果を得た。また他の組織特異的なBMAL1欠損マウスを用いてBMAL1による骨ならびに軟骨形成の制御、そしてエピジェネティックな遺伝子発現制御を明らかにした明らかにしたことは予想以上の成果であり、全体を総括的にまたならば順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに明らかにした一連の脂肪組織を中心とした表現型ならびに生化学的パラメーターの変化を分子レベルにおいて解析するために、adipoBMAL1 KOマウスの脂肪細胞における遺伝子発現をコントロールマウスのそれとDNAマイクロアレイ上にて比較する。アレイ上における発現量に２倍以上の差異が認められた遺伝子に関してはリアルタイムRT-PCRによりさらにその差異を確認し、確認出来た遺伝子に関してのみ以後の細胞レベルでの検討を行う。すなわち、BMAL1 遺伝子のKOにより発現が増加した遺伝子に関しては、阻害剤あるいはsiRNA等を用いて発現低下を行う。一方で、BMAL1遺伝子のKOにより発現が低下した遺伝子に関しては、遺伝子導入を行う。これらの実験を通じて、マウスの表現型を説明するメカニズムそして、脂肪細胞におけるBMAL1の役割を明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
主にマウスならびに細胞における遺伝子発現解析にかかる費用、学会出張旅費（アディポサイエンス研究会ならびに日本時間生物学会）、論文発表にかかる費用である。
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Research Products
(22 results)
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[Journal Article] Clock genes influence gene expression in growth plate and endochondral ossification in mice.2012
Author(s)
Takarada, T., Kodama, A., Hotta, S., Mieda, M., Shimba, S., Hinoi, E., and Yoneda, Y.
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Journal Title
J Biol Chem.
Volume: 287
Pages: 36081-36095
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Diurnal expression of Dnmt3b mRNA in mouse liver is regulated by feeding and hepatic clockwork.2012
Author(s)
Maekawa, F., Shimba, S., Takumi, S., Sano, T., Suzuki, T., Bao, J., Ohwada, M., Ehara, T., Ogawa, Y., and Nohara, K.
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Journal Title
Epigenetics
Volume: 7
Pages: 1046-1056
Peer Reviewed
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[Journal Article] Observation of the Tarsus Joint in the Mop-3/Bmal-1 Gene Knock-out Mouse Using “In vivo” Micro-CT: Influence of Diet and Sex on Calcification of the Tendon of the Tarsus Joint2012
Author(s)
Kai, Y., Matsumoto, K., Kameoka, S., Arai, S., Matsumoto, N., Komiyama, K., Shimba, S., and Honda, K.
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Journal Title
Journal of Hard Tissue Biology
Volume: 21
Pages: 133-140
Peer Reviewed
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[Journal Article] Rhythmic Nucleotide Synthesis in the Liver: Temporal Segregation of Metabolites.2012
Author(s)
Fustin, J.-M., Doi,M., Yamada, H., Komatsu, R., Shimba, S., and Okamura, H.
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 1
Pages: 341-349
DOI
Peer Reviewed
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