2014 Fiscal Year Research-status Report
グリコーゲン・センシングによる神経性代謝制御に関するメカニズムの解明とその応用
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25461332
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
泉田 欣彦 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80384410)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢作 直也 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (60420246)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 代謝 / 神経 / 肝臓 / 生体情報 / 神経伝達物質 / ＧＰＣＲ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.肝代謝情報の神経情報化への翻訳メカニズムの解明
現在得られている実験結果から、インスリン抵抗性を形成する重要な因子としCarbohydrate-Lipid balanceがある。そこに“Hepato-adipose axis“というべきエネルギーネットワークが存在することが迷走神経肝臓枝の研究からも強く示唆されており、今後はさらに自律神経がどういったneuro-transmitter介して肝内化学受容器と連絡をもち、そして代謝状態を反映した神経信号を送り、主要代謝臓器を制御するのか詳細に検討する必要がある。 情報発信臓器として肝臓を選択し、Carbohydrate-lipid imbalanceのモデルで考察する。 a) 肝内糖代謝亢進状態のモデルとして、糖質（glycogen）代謝亢進系であるCMV-Glycogen synthase 2 adenovirusモデル、Glycogen phosphorylase-RNAi adenovirusを用いて、それと対照的に肝内糖代謝が低下している状態のモデルとしてGlycogen synthase 2-RNAi adenovirus にて 評価し、b) 肝内脂質過剰状態のモデルとして高度な脂肪肝を呈するPEPCK promoter SREBP-1a transgenic/ CMV promoter SREBP-1a adeno virus を用いる。これら肝臓の各代謝条件における神経細胞の神経活動電位変化との相関を明らかにするin vitro/in vivo/ex-vivoモデルを用いて解析を進め、肝細胞代謝情報の電気信号化におけるプロセスを明らかにしていく。
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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
現在までに、新たに肝臓における糖質・脂質代謝条件に応じた肝臓からの分泌蛋白を網羅的にスクリーニングし、「Heptaic-neurotransmitter」の候補分子を既に同定している。 これらの分子の詳細な形態学的解析、ならびに生理機能についての解析を進めており、概ね研究進捗も順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後引き続き上述の「Hepatic-neurotransmitter」の働きをになう、肝代謝関連性神経伝達物質の機能解析について行う。 その際に肝細胞の代謝変化における電気信号パターン解析にも着手し、細胞内代謝情報の神経情報への翻訳メカニズムの探求を続ける予定である。
1-1 In vivo にて、脂質代謝亢進状態あるいは、糖質代謝亢進状態における神経電位変化の評価 肝臓のTFE3過剰発現, 高脂肪食負荷などのCarbohydrate-Lipid imbalance条件下における代謝臓器関連神経の電気信号パターンを多極あるいは双極マルチエレクトロードアレイ解析を用いて検討し、代謝情報に特異的な信号パターンを抽出する。
1－2 In vitro で肝細胞、脂肪細胞のprimary cultureにて脂質代謝亢進状態あるいは、糖質代謝亢進状態における膜電位変化の評価
1－3 In vitroで糖/脂質代謝変化における肝細胞発現遺伝子パターンに対応する神経活動電位変化の解析を通して、そのコミュニケーションを明らかにする。 これら肝臓の各代謝条件における神経細胞への信号伝達と、神経活動電位変化との相関を明らかにするin vitro/in vivo/ex-vivoモデルを用いて解析を進め、中枢神経における in vivo luciferae imaging システムにて代謝情報の電気信号化プロセスを同定する。また、神経性代謝制御受容体の同定のため、細胞膜外ドメインをビオチン標識し濃縮した後、LC/MS解析を行う。 また、同時に膜蛋白受容体同定のため膜フラクション・2D-dige膜蛋白を用いたサブストラクションライブラリーを構築しPCRアレイ法にて解析を進める。さらに網羅的検索としてMALDI-TOFMASで「Hepato-neuronal transmitter」を同定し、翻訳メカニズムの解析に繋げる。
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