2014 Fiscal Year Annual Research Report
脂肪細胞の分化転換における遺伝子ネットワークの網羅的解析技術の開発
| Project/Area Number |
26280106
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
松田 秀雄 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (50183950)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬尾 茂人 大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (30432462)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 遺伝子ネットワーク / 褐色脂肪細胞 / 熱産生 / 大規模データ解析 / バイオインフォマティクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
（１）大規模遺伝子ネットワークの推定
寒冷刺激下でマウス生体から採取した、褐色脂肪細胞、白色脂肪細胞、ベージュ脂肪細胞のそれぞれについて取得した、寒冷刺激後10時点での時系列遺伝子発現プロファイルを基に、寒冷刺激のない状態と比較して発現変動のあった遺伝子セットを抽出し、ダイナミックベイジアンネットワークモデルにより遺伝子ネットワークを推定した。各細胞における遺伝子ネットワークを比較した結果、脂肪細胞という共通した性質を持つ細胞にも関わらず、遺伝子ネットワークは相互に大きく異なっており、共通した遺伝子制御関係は全体の割合からすると少数にとどまった。
（２）活性化パスウェイと抑制パスウェイの探索
（１）で構成した遺伝子ネットワークと発現情報を用いて、褐色脂肪細胞・ベージュ脂肪細胞のそれぞれについて、寒冷刺激により熱産生が誘導される活性化パスウェイの探索を行うとともに、白色脂肪細胞について熱産生を抑制している抑制パスウェイの探索を試みた。その結果、褐色脂肪細胞・ベージュ脂肪細胞の活性化パスウェイについては既知の遺伝子に加えて新たな制御因子と考えられる遺伝子がいくつか見つかるとともに、白色脂肪細胞の遺伝子発現プロファイルや遺伝子ネットワークとの比較から熱産生誘導を抑制していると考えられるパスウェイが見つかった。特に後者については、褐色脂肪細胞による熱産生との関係が全く報告されていなかった免疫細胞の一種であるマクロファージ由来のサイトカインが引き金となっていることが示唆されるなどの新たな知見が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウス生体中の各種の脂肪組織から寒冷刺激後の時系列遺伝子発現プロファイルの取得が、連携研究者の協力を得て、時点数を増やすことができた。遺伝子ネットワークの推定も順調に進展しており、特に寒冷刺激をかけても熱産生が誘導されない白色脂肪細胞において、これまで全く関係が報告されていなかったマクロファージ由来のサイトカインに熱産生誘導の抑制効果が示唆されるなど、大変興味深い結果が得られた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
マクロファージ由来のサイトカインによる、褐色脂肪細胞・ベージュ脂肪での熱産生誘導の抑制効果について、連携研究者の協力を得て、検証実験を進める。既に培養細胞レベルでは明確な抑制効果が得られており、マウス生体を使っての検証実験を行う。
さらに、近年ではmicroRNAが褐色脂肪細胞での熱産生機構の誘導に関与しているとの報告が相次いでいるため、上述の寒冷刺激条件下で3種の脂肪細胞からmicroRNAの時系列発現プロファイルの取得を、連携研究者の協力を得て実施する。得られたmicroRNAの発現プロファイルと、既存の遺伝子mRNAの発現プロファイルを組み合わせて、microRNAも含めた遺伝子ネットワークの推定を行い、褐色脂肪細胞の熱産生誘導に関与する新規のmicroRNAを探索する。
|
| Causes of Carryover |
本年度の研究の実施過程において、当初想定されていなかった褐色脂肪細胞における熱産生に対する免疫系細胞の関与の可能性が示唆されたため、この解析に集中的に取り組んだ。結果として、当初予定していた研究補助の人件費や謝金等の経費の執行を次年度に回すことにした。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
活性化パスウェイと抑制パスウェイの網羅的な探索を本年度に引き続き行うため、そのための研究補助の経費および研究情報の収集や成果発表のための旅費として使用する。
|
