2015 Fiscal Year Research-status Report

ヒト白色脂肪細胞の褐色脂肪細胞への誘導（Browning）と脂肪滴変化の機構

Research Project

Project/Area Number	26460077
Research Institution	Showa University
Principal Investigator	山口智広昭和大学, 薬学部, 准教授 (50347530)
Project Period (FY)	2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords	脂肪滴 / 脂肪細胞 / 脂質代謝
Outline of Annual Research Achievements	脂肪滴は中性脂肪の代謝に関わる細胞小器官であり、その表面に存在するタンパク質によって脂肪の蓄積と分解が制御されている。脂肪細胞における脂肪滴の肥大が肥満となり、脂肪滴の機能解明はメタボリックシンドロームの予防や治療法の開発につながると期待される。しかし、これまでの脂肪滴研究は、主にマウス細胞を用いたものであり、ヒトにおいても同様のメカニズムが機能しているのかは不明であった。また、近年の脂肪細胞研究において、白色脂肪細胞から褐色脂肪細胞（BAT）への分化転換（Browning）という現象が注目されている。WATをBATに分化誘導することができれば、WAT内のエネルギー代謝の亢進による抗肥満などの効果が期待できる。本研究では、ヒト脂肪細胞モデルとして脂肪由来幹細胞（hADSC）や骨髄由来間葉系幹細胞（hMSC）を用い、脂肪滴のタンパク質組成や、BATへの分化転換について解析している。これまでにhMSCの脂肪滴タンパク質のプロテオミクスや、hADSC白色脂肪の褐色化を誘導する因子のスクリーニングを行ってきた。結果として、hADSC脂肪細胞にマイオカインであるイリシンを作用させると、BATマーカーが増加することがわかった。また、ドコサヘキサエン酸処理により、BATマーカーの増加に加え、脂肪滴タンパク質の組成が劇的に変化していた。これらの因子がBrowningを引き起こす可能性があり、さらに解析を進める。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason hADSC白色脂肪細胞のBrowningを誘導する因子の探索 -- げっ歯類細胞では褐色化を引き起こすシグナル分子がいくつか報告されている。昨年度に引き続き、Browningを起こす因子のスクリーニングを行った。FGF21、イリシン、魚油（DHA、EPA）の影響を検討した結果、イリシンとDHA処理した細胞において褐色化のマーカーであるUCP-1の発現が増加していた。さらにDHA処理細胞では一般的に成熟白色脂肪細胞の脂肪滴に大量に存在するPLIN1の発現が劇的に減少していた。DHAが脂肪細胞の分化と脂肪滴タンパクの発現に影響を及ぼすことが示唆された。 hADSC脂肪細胞分化における植物ポリフェノールの影響 --　抗酸化作用を持つ植物フラボノイド類が脂肪細胞分化に影響を与えることがわかってきている。これらが白色脂肪細胞の褐色化へ効果を及ぼすことを期待し、各種フラボノイドのhADSC分化への影響を検討した。rutin、quercetin、apigenin、chrysin、kaempferol、myricetin、nobietin、resveratrol などの影響を検討したところ、quercetinとresveratrolについて脂肪蓄積の抑制が認められた。しかし、UCP-1の発現には影響は認められず、これらのポリフェノールはhADSC脂肪細胞の分化を抑制しているものと考えられる。研究計画に沿ってhADSC細胞の褐色化に機能する因子を探索した結果、候補因子が同定できたことより、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	本年度の研究からマイトカインであるイリシンと、魚油の成分であるDHAがhADSCの褐色化に影響している可能性が示唆された。イリシンはマウスを用いた解析で褐色化の作用が報告されており、ヒトの細胞でも効果が再現されたといえる。DHAでは、UCP-1の発現上昇とともに、PLIN1の劇的な発現抑制が認められた。今後もhADSC細胞を用いて、DHAの作用メカニズムについて検討する予定である。DHAの標的の探索、ミトコンドリアに対する影響や脂肪分解への作用について解析する。これらの研究は、褐色脂肪への効率的な細胞分化誘導法の開発につながるものと期待される。