2014 Fiscal Year Research-status Report
TGF-βファミリーシグナルの調節によるイヌ脂肪細胞の機能制御
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26450442
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
舟場 正幸 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40238655)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脂肪細胞 / イヌ / TGF-βファミリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
白色脂肪細胞は、過剰のエネルギーを脂肪として蓄えるのに対して、褐色脂肪細胞は、エネルギーを熱として消費する。両細胞は互いに連携してエネルギー代謝を調節しているので、連携の破綻は肥満に繋がる。TGF-βファミリーは、TGF-β群、Activin群、BMP群に大別される細胞成長・分化因子群で、多岐にわたる生物現象を制御する。TGF-βファミリーは、白色ならびに褐色脂肪前駆細胞の分化過程において中心的な役割を果たしている。しかしながら、分化した脂肪細胞におけるTGF-βファミリーの役割は未知である。ALK3 (BMP・GDF群の I型受容体)ならびにALK7 (I型受容体)遺伝子の変異はヒトならびにマウスの肥満と関係する。しかしながら、TGF-βファミリーの作用点は明確でなく、分子機構の詳細も不明である。本研究は、イヌ白色・褐色脂肪細胞の機能制御におけるTGF-βファミリーの役割の解明、ならびに、TGF-βファミリー受容体発現に影響を及ぼす食餌因子の解明を目的としている。
研究初年度は、イヌ脂肪細胞の特性とTGF-βファミリーシグナルとの関係を明らかにするため、様々な犬種のALK3ならびにALK7遺伝子配列を調べた。現在までに、23品種、55頭のイヌのALK3ならびにALK7遺伝子の肥満と関連する遺伝子変異の有無を探索したが、いずれの遺伝子に関しても遺伝子変異は認められていない。
また、3T3-L1白色脂肪細胞分化の過程におけるTGF-βファミリーに対する受容体発現を検討したところ、ALK6を除く全ての受容体発現が検出された。また、白色脂肪細胞に対してTGF-β1, Activin A, Activin B, BMP4あるいはBMP7処理を行ったところ、いずれの処理によっても脂肪分解の責任遺伝子であるATGLの発現レベルは上昇した。また、β-アドレナリン受容体活性化に伴う脂肪分解を調べたところ、TGF-β1処理を行った場合、脂肪分解が促進された。さらに、Activin Aはアディポカインの一つであるレプチン発現を亢進した。
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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
おおむね当初予定していた計画通りに進んでいるから。現時点では、まだALK3、ALK7遺伝子とイヌ肥満との関連は見出せていないが、方法論は確立したので、例数を多くすることにより、両者の関係性をより明確にし得る。また、脂肪細胞の活性制御に関して、TGF-βファミリーのメンバーが異なる機能を有した。現時点において、TGF-βとActivinの情報伝達経路に関して差異は知られていないことを考えると、このことはメンバー特異的な情報伝達経路の存在を示唆するものであり、今後、この点の解明にも着手する。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究初年度に引き続き、ALK3ならびにALK7遺伝子変異とイヌ肥満の関係を調べるだけでなく、次年度は、イヌの避妊手術の際に得られる性腺周囲脂肪組織よりRNAを回収し、RT-qPCR法により脂肪細胞関連遺伝子ならびにTGF-βファミリー関連遺伝子の定量を実施する。カルテ情報を基に、それらの遺伝子発現と肥満との関連を推察する。また、研究初年度に明らかになったTGF-βファミリーのメンバー特異的脂肪細胞機能調節機構を明らかにするため、脂肪細胞に TGF-βファミリー処理した場合の細胞内代謝産物濃度を網羅的に測定し、TGF-βファミリーがどの代謝経路を制御しているかを検討する。さらに、ALK3ならびにALK7の転写開始点上流域を用いたルシフェラーゼレポーターを構築し、様々な食餌素材抽出物の転写調節能を検討することにより、食餌によるALK3あるいはALK7を介した脂肪細胞活性の調節に向けた基礎知見を得るための研究に着手する。転写活性を変化させ得る食餌素材に関しては、培養脂肪細胞に添加して、mRNA量の変化も確認する。UCP1あるいはPGC1α遺伝子プロモーターのレポーターを用いた予備検討から、トウガラシ抽出物が両遺伝子の転写を直接的に促進することを見出している。トウガラシ抽出物のALK3ならびにALK7発現制御機能も検討する。I型受容体誘導能のある食餌因子に関して、脂肪細胞の機能に及ぼす影響を、3T3-L1脂肪細胞とHB2 脂肪細胞を用いて検討する。
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| Causes of Carryover |
当初計画していた研究を推進した結果、おおむね予定していた予算を執行した。より多くの実験の遂行によって、研究はより良質になる。より良質な研究を目指して、同等品が複数の試薬メーカーによって販売されている場合は、より安価なものを選択するなどの工夫を重ねた結果、研究初年度は1万円足らずの繰越金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当初の計画に従って研究を推進する。次年度も研究初年度同様に、節約とより多くの実験を心掛けて研究に臨む。
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Research Products
(1 results)
