Effect of PTH on energy and glucose metabolism in a mouse model of diabetes

• Project/Area Number: 20F20108
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Tokai University
• Host Researcher: 駒場 大峰 東海大学, 医学部, 准教授 (60437481)
• Foreign Research Fellow: FAJOL MD ABUL 東海大学, 医学部, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 糖尿病 / 副甲状腺ホルモン / 褐色脂肪細胞

Outline of Research at the Start

肥満は2型糖尿病の主要な危険因子であり，その制御は喫緊の課題である。近年，慢性腎不全で上昇する副甲状腺ホルモン（PTH）や悪性腫瘍で上昇する副甲状腺ホルモン関連タンパク（PTHrP）が脂肪細胞に作用し，エネルギー消費を亢進させることが明らかとなった。そこで本研究では，PTH製剤が糖尿病モデルマウスの糖・脂質代謝に及ぼす影響を検討する。

Outline of Annual Research Achievements

肥満は2型糖尿病の主要な危険因子であり，その制御は喫緊の課題である。近年，慢性腎不全で上昇する副甲状腺ホルモン（PTH）や悪性腫瘍で上昇する副甲状腺ホルモン関連タンパク（PTHrP）が白色脂肪細胞の褐色化を誘導することによりエネルギー消費を亢進させ，これらの患者で見られるカヘキシーを惹起することが示されている。
そこでわれわれは，PTH製剤が糖尿病モデル動物であるob/obマウスの脂肪組織の褐色化，糖・脂質代謝，摂食行動に及ぼす影響を検討した。6週齢雄性野生型マウス，ob/obマウスにvehicle，PTH製剤（テリパラチド；80，400，1000 μg/kg）の単回投与を行い，2時間後に採取した脂肪組織における脂肪細胞褐色化，熱産生に関連する遺伝子をRT-PCRにより解析した。その結果，野生型マウス，ob/obマウスともに，PTH製剤によりUcp1，Dio2など褐色脂肪細胞に特異的な遺伝子群の誘導が認められた。
次いで6週齢雄性野生型マウス，ob/obマウスにvehicle，PTH製剤（テリパラチド；80，400，1000 μg/kg）を投与後，24時間にわたりグルコース，インスリンを経時的に計測し，単回のPTH製剤が糖代謝に直接的には影響を及ぼさないことを確認した。
さらに現在，6週齢雄性野生型マウス，ob/obマウスに対し，vehicle，PTH製剤（テリパラチド；400 μg/kg）の連続投与を開始している。28日間の投与期間終了後，脂肪組織における脂肪細胞褐色化，熱産生に関連する遺伝子の発現や，，糖・脂質代謝への影響を評価する予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

上述の通り，2020年に予定していた研究はすべて完了し，仮説に合致するデータを得ることができた。さらに2021年度に開始予定だった研究にも着手できている。

Strategy for Future Research Activity

6週齢雄性ob/obマウスにvehicle，PTH製剤を28日間にわたり連続投与し，体重，食事量の経時的変化を解析する。投与終了後，脂肪細胞褐色化や糖代謝に及ぼす影響をより詳細に検討する。