2013 Fiscal Year Annual Research Report
分岐鎖アミノ酸代謝制御による新規肥満症改善策創出に関する基盤的研究
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24688015
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
後藤 剛 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (10550311)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | アミノ酸 / 肥満 / 脂肪細胞 / 分岐鎖アミノ酸 |
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| Research Abstract |
本研究では、アミノ酸（特に肥満者の血中濃度の上昇が報告されている分岐鎖アミノ酸(BCAAs)）を用いた肥満に対する新たな予防・治療戦略の提言を目的とし、実験を行っている。平成25年度は以下のような研究結果が得られた。
BCAAs代謝と肥満に伴う代謝異常症の発症について、脂肪細胞について着目し検討を行ったところ、抹消組織におけるBCAAs代謝の初発酵素であるBCAT2の発現が脂肪細胞分化に伴い上昇し、脂肪細胞の肥大化に伴い低下することを見出した。そこで、個体の脂肪組織におけるBCAT2の機能を明らかにするため、平成25年度も前年度に引き続き、組織特異的BCAT2欠損マウスの作成を行った。平成24年度に作成した組換えES細胞を基にキメラマウスを作成し、得られたキメラマウスより、F1ヘテロマウスを作製した。現在、F1ヘテロマウスを交配させ、薬物耐性遺伝子の除去を行っている。
脂肪細胞機能とアミノ酸をはじめとする血中代謝物の関係について検討するため、脂肪細胞分化のマスターレギュレーターであるPPARγ活性化剤投与時の血中代謝物について、メタボローム解析を行った。肥満モデルマウスにPPARγ活性化剤であるピオグリタゾンを投与し、血液サンプルについて、HPLC-Orbitrap-MSにより代謝物一斉分析を行った。その結果、ピオグリタゾン投与によって有意に変動する代謝物を19種同定した。これらの同定できた化合物の中には、BCAAsの一種であるロイシンをはじめとするいくつかのアミノ酸が含まれていることが明らかになった。PPARγ活性化によって惹起される脂肪細胞機能の変化が全身のアミノ酸代謝に変化を来したものと推察された。
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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
組織特異的なBCAT2欠損マウスの作成については、キメラマウスよりF1マウスを作成する際に陽性マウスがなかなか得られなかったが、概ね順調に進行しているため。また、メタボローム解析を用いて、脂肪組織機能の変化がBCAAsを含む全身のアミノ酸代謝に影響を来す可能性を示すことが出来たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
組織特異的BCAT2欠損マウスの作成に関しては、引続きfloxマウスの作成を行う。薬剤耐性遺伝子除去後、FLP除去を行い、floxマウスを樹立する。floxマウスと交配させるCreマウスについては、まずは脂肪組織特異的なBCAT2欠損マウスの樹立を行うために、脂肪組織特異的に発現するadiponectinの遺伝子制御領域下でCreを発現させるadiponectin BAC Creドライバーマウスを導入する予定である。Floxマウス、Creドライバーマウスの系統樹率が出来次第、両者を交配させ、脂肪組織特異的BCAT2欠損マウスを作成する。脂肪組織特異的BCAT2欠損マウスの取得が達成できれば、本マウスを用いて肥満および肥満に伴う代謝異常症におけるBCAT2の役割について詳細に検討し、BCAAs代謝と肥満症との関連性について、明らかにする。また、培養脂肪細胞を用いた検討も行い、詳細なメカニズムについて検討を行っていく。
また、体内のBCAAsを含むアミノ酸とエネルギー代謝の関連性について検討するため、各種網羅的解析手法を用いた実験を前年度から引続き行っていく。これまでの実験により、脂肪細胞分化のマスターレギュレーターであるPPARγの活性化剤によって、血中のアミノ酸レベルが変動することを見出した。本結果について、血液だけでなく、脂肪組織を用いたメタボローム解析も行う。さらに、培養脂肪細胞を用いた検討を行うなどして、より詳細な検討を行い、脂肪組織機能とアミノ酸代謝の関連性について明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24および25年度は、科学研究費補助金の交付額をもって、研究計画に沿った実験を行うことが出来たが、平成26および27年度の科学研究費補助金の交付予定金額が平成24および25年度に比べて小さくなる。実験の規模としては平成26および27年度も平成24および25年度と同等規模の実験を行う予定であり、その際に学術研究助成基金助成金をもって、不足分の補填を予定しているため。
Creドライバーマウスの導入や、各種網羅的解析といった、比較的高額の資金を要する実験も今後行っていく予定であり、これらの実験に学術研究助成基金助成金を使用予定である。
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[Journal Article] Long-chain free fatty acid profiling analysis by liquid chromatography-mass spectrometry in mouse treated with peroxisome proliferator-activated receptor α agonist.2013
Author(s)
Takahashi H, Suzuki H, Suda K, Yamazaki Y, Takino A, Kim YI, Goto T, Iijima Y, Aoki K, Shibata D, Takahashi N, Kawada T.
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Journal Title
Biosci Biotechnol Biochem.
Volume: 77
Pages: 2288-2293
Peer Reviewed
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