2014 Fiscal Year Research-status Report
栄養素の消化管吸収における細胞外シグナル因子FGF２１の役割の解明
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26460084
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| Research Institution | Kobe Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
小西 守周 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (00322165)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | FGF21 / 脂肪酸 / 脂質代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外分泌因子FGF21は生態のエネルギー代謝の調節因子である。FGF21は主に肝臓において産生され内分泌因子として機能することも明らかにされているが、一方で白色脂肪組織などにおいては自己傍分泌因子として機能することも知られている。このFGF21については、絶食時や長期にわたるアミノ酸制限食、あるいは高脂肪食負荷時など、個体の栄養状態が変化するときに発現が上昇し、血中濃度が上昇することが明らかにされており、栄養状態の変化に対応して起こる個体の代謝調節において重要な役割を果たすことが期待されている。そこで本研究では、脂質を経口投与したときのFGF21の発現変化、血中濃度変化に関して、時間単位での検討を試み、その生理的意義を明らかにすることを目的とした。経口でオリーブオイルを投与したとき、投与後２時間で血中FGF21濃度が一過性に上昇した。FGF21は脂肪酸をリガンドとする核内受容体PPARαやPPARγにより発現誘導されることが明らかになっているので、複数の脂肪酸について、それぞれ個々に経口投与を行った。リノール酸や飽和脂肪酸の投与において、FGF21濃度はほぼ変化が無かったものの、αリノレン酸の投与のみにおいて著しい血中濃度の上昇が認められた。したがって、脂質の経口投与によるFGF21の産生はその種類に影響を受けることが示唆された。続いて、FGF21ノックアウトマウスにオリーブオイルを経口投与して、同処理を行った野生型マウスと比較検討を行った。現在、この検討を複数回行っているが、今のところ野生型マウスとノックアウトマウスにおいて、血中の脂質量の変動に大きな差は認められず、同条件において血中で上昇するFGF21についての生理的な意義は不明であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初はFGF21の作用として、脂質投与後の脂質吸収を調節していることを期待して研究を進めた。予備検討では、FGF21が脂質の吸収の阻害に働く可能性を見いだしていた。しかし、FGF21ノックアウトマウスに経口脂質投与を行う検討を複数回行ったが、野生型マウスに同様の操作を行った場合とで、血中脂質濃度（トリグリセリド、遊離脂肪酸）の変化、あるいは血糖値の変化などに差は認められなかった。おそらく予備検討時と飼育状況などに差があるため、同様の結果が得られなかったものと考えている。したがって、現在、予備検討時との状況の差、あるいは手技、試薬などの差について検討を進めている。また、想定していたよりもノックアウトマウスの産仔数が少なかったこと、連携研究者が産休、育休を取得したことも、研究の遂行に影響を及ぼした。以上の原因より、本研究は予想される達成度よりは遅れているものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果において、経口脂質負荷後にFGF21の血中濃度が一過性に上昇することは明らかにした。しかし、その結果をもとに、引き続きノックアウトマウスを利用した生理的な意義の解析を行っているものの、まだ明らかに出来ていない。今後、細かい実験条件の検討を引き続き行い、経口脂質投与直後に起こるFGF21の血中濃度の上昇の意義を明確にする予定である。特に、血中の脂質、それを調節する内分泌因子などに焦点を絞って検討を行う予定である。さらに本研究の過程で、遊離脂肪酸の中でも、特に近年代謝改善との関連が指摘されているαリノレン酸（オメガ３脂肪酸）の投与で血中FGF21濃度の上昇が著しいことが明らかとなった。FGF21はオメガ３脂肪酸と同様に、糖代謝、脂質代謝異常を改善する因子と考えられており、創薬に向けてその詳細なメカニズムの解明が進められている。したがって、当初の目的に加えてオメガ３脂肪酸の薬理作用における、内因性FGF21の意義についての検討も行う予定にしている。
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| Causes of Carryover |
本年度においては、研究に用いるノックアウトマウスの繁殖が計画よりやや遅れた。それにともない、実験の回数などが予定より減少し、実験時に必要となる試薬類、消耗器具にかかる費用が予定より少なくなった。また、連携研究者である増田が産休を取得したため、免疫染色などの増田担当の実験にかかる費用が減少した。さらに予想された実験結果とは、一部異なる結果が得られたため、その確認実験を行っていたため、本来であれば行う予定であったコレシストキニンの定量やリポ蛋白リパーゼの阻害実験が遂行できなかった。以上の理由により、使用額が当初予定よりも少なくなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ノックアウトマウスの繁殖が順調になりつつあるため、本年度は材料の面で研究計画が遅れることはない。したがって、引き続き脂質の消化吸収におけるFGF21の役割について検討を進める。連携研究者である増田が本年４月より産休、育休から復帰したため、平成26年度に行う予定であった免疫染色を本年度において行う。さらに、平成26年度に行う予定の血中ホルモンの定量や酵素阻害実験などを行いつつ、当初計画として挙げていた培養細胞レベルでのFGF21の作用検討、小腸の解析などを行う。
加えて、野生型マウスとFGF21ノックアウトマウスにαリノレン酸を投与することで、αリノレン酸の持つ薬理作用に対するFGF21の寄与を検討する。特に、αリノレン酸によるエネルギー代謝変化に焦点を絞って解析を進めて行く予定である。
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