新しいベージュ脂肪細胞の分化・誘導シグナリング機構の解明と創薬への応用

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26670124
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 齋藤 尚亮 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (60178499)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上山 健彦 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 准教授 (80346254)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 脂肪細胞 / 分化誘導因子 / ケラチノサイト / Rac

Outline of Annual Research Achievements

Racを介したケラチノサイトから脂肪細胞への分化・誘導シグナリングの同定とその機構の詳細を解明した。具体的には、ケラチノサイトからRacの活性化により分泌される５種類の因子（a,b,c,d,e）をDNAマイクロアレイによるスクリーニングとRT-PCRによる確認解析により同定した。さらに、a+b, a+cの組み合わせ刺激をした場合には、a, b, cの単独刺激に比し劇的に脂肪細胞への分化が促進される事を、未分化中胚葉細胞3T3-L1細胞を用いた実験により発見した。次に、脂肪細胞の分化に最も関与するケラチノサイトからの分泌因子a, bのRacを介しての分泌機序を各種の阻害剤を用いて検索し（マウス初代培養ケラチノサイトに処置）、その中で最もERK阻害剤が効果的であることを突きとめた。
これらの結果より、脂肪細胞の分化を誘導する薬物の標的の可能性のある因子が見出された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究計画では、以下の３事項の遂行を予定していた。
A) Racを介したケラチノサイトから脂肪細胞への分化・誘導シグナリングの同定とその機構の詳細、B) ケラチノサイトからのシグナルが褐色脂肪細胞様（ベージュ脂肪）細胞の誘導因子である事、C) 糖代謝障害や肥満を予防・治療する新規治療薬として、B）で同定した因子のケラチノサイトからの分泌を亢進することでベージュ脂肪細胞への誘導を促進する化合物をスクリーニング・開発する
本年度研究により、計画A)は完了し、B)の計画を遂行中であるため、概ね計画通り進んでいると判断している。

Strategy for Future Research Activity

B)のケラチノサイトからのシグナルが褐色脂肪細胞様（ベージュ脂肪）細胞誘導因子である事の証明は、未分化中胚葉細胞3T3-L1細胞とマウス初代骨髄間葉細胞を用いて、a, b,の単独処置及びa+bの処置後のUCPの上昇を、WB, 免疫染色, quantitative PCR（qPCR）により明らかにすることを進めている。B）の実験でベージュ脂肪細胞への分化を同定できれば、初代培養ケラチノサイトを用いて、a, bの分泌を亢進する化合物をライブラリーからスクリーニングすることにより、ベージュ脂肪細胞への誘導を促進するリード化合物を同定・開発する予定である。

Causes of Carryover

上記のごとく、Racを介したケラチノサイトから脂肪細胞への分化・誘導シグナリングの同定とその機構の詳細を解明出来たが、この刺激が褐色脂肪細胞様（ベージュ脂肪）細胞誘導因子である事の証明には至っていない（現在進行中）。この進行中の実験には、高額なマウス初代骨髄間葉細胞の購入（と一回の実験に際し、２０匹のマウスの購入の併用）含まれている。また、この実験の完了後には、高額な化合物ライブラリーの購入の必要があり、これらの購入のための金額を繰り越した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

1-2回のマウス初代骨髄間葉細胞の購入、2-3回の２０匹単位でのマウスの購入、化合物ライブラリーの購入を予定している。

Research Products

• [Journal Article] The Extracellular A-loop of Dual Oxidases Affects the Specificity of Reactive Oxygen Species Release. (2015)
  • Author(s): Ueyama T, Sakuma M, Ninoyu Y, Hamada T, Dupuy C, Geiszt M, Leto TL, Saito N.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 290 Pages: 6495-6506
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.592717.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification and characterization of PKCγ, a kinase associated with SCA14, as an amyloidogenic protein. (2015)
  • Author(s): Takahashi H, Adachi N, Shirafuji T, Danno S, Ueyama T, Vendruscolo M, Shuvaev AN, Sugimoto T, Seki T, Hamada D, Irie K, Hirai H, Sakai N, *Saito N.
  • Journal Title: Hum Mol Genet. Volume: 24 Pages: 525-539
  • DOI: 10.1093/hmg/ddu472
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The role of Pak-interacting exchange factor-β phosphorylation at serines 340 and 583 by PKCγ in dopamine release. (2014)
  • Author(s): Shirafuji T, Ueyama T, Yoshino K, Takahashi H, Adachi N, Ago Y, Koda K, Nashida T, Hiramatsu N, Matsuda T, Toda T, Sakai N, Saito N.
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 34 Pages: 9268-9280
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4278-13.2014
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Maintenance of stereocilia and apical junctional complexes by Cdc42 in cochlear hair cells. (2014)
  • Author(s): Ueyama T, Sakaguchi H, Nakamura T, Goto A, Morioka S, Shimizu A, Nakao K, Hishikawa Y, Ninoyu Y, Kassai H, Suetsugu S, Koji T, Fritzsch B, Yonemura S, Hisa Y, Matsuda M, Aiba A, Saito N.
  • Journal Title: J Cell Sci. Volume: 127 Pages: 2040-2052
  • DOI: 10.1242/jcs.143602.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Heparin inhibits melanosome uptake and inflammatory response coupled with phagocytosis through blocking PI3k/Akt and MEK/ERK signaling pathways in human epidermal keratinocytes. (2014)
  • Author(s): Makino-Okamura C, Niki Y, Takeuchi S, Nishigori C, Declercq L, Yaroch DB, Saito N.
  • Journal Title: Pigment Cell Melanoma Res. Volume: 27 Pages: 1063-1074
  • DOI: 10.1111/pcmr.12287.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] RANTES/CCL5 mediated-biological effects depend on the syndecan-4/PKCa signaling pathway (2014)
  • Author(s): Maillard, L., Saito, N., Hlawaty, H., Friand, V., Suffee, N., Chmilewsky, F., Haddad, O., Laguillier, C., Guyot, E., Ueyama, T., Oudar, O., Sutton, A., Charnaux, N.
  • Journal Title: Biology Open Volume: 3 Pages: 995-1004
  • DOI: 10.1242/bio.20148227
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Both the C1 domain and a basic amino acid cluster at C-terminus are important for neurite and branch induction ability of DGKb. (2014)
  • Author(s): Takuya Kano, Takeshi Kouzuki, Satoru Mizuno, Shuji Ueda, Minoru Yamanoue, Fumio Sakane, Naoaki Saito and Yasuhito Shirai
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun, Volume: 447 Pages: 89-94
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.03.113.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Diacylglycerol kinase gamma regulates antigen-induced mast cell degranulation by mediating Ca2+ influxes (2014)
  • Author(s): Sakuma, M., Shirai, Y., Ueyama, T., and Saito, N.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun, Volume: 445 Pages: 340-345
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.197
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ・Maintenance of stereocillia and apical junctional complexes by Cdc42 in cochlear hair cells. (2014)
  • Author(s): Ueyama, T., Sakaguchi,H., Nakamura, T., Goto, A., Morioka, S., Fritzsch, B., Hisa, Y., Matsuda, M., Aiba, A. and Saito, N.
  • Organizer: Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
  • Year and Date: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [Presentation] Cdc42 is required for maintenance of stereocilia and apical junctional complexes in cochlear hair cells. (2014)
  • Author(s): Ueyama, T., Sakaguchi, H., Goto, A., Hisa, Y., Matsuda, M., Aiba, A. and Saito, N.
  • Organizer: The 37th Naito Conference,
  • Place of Presentation: 北海道ニセコ
  • Year and Date: 2014-07-15 – 2014-07-18