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2型糖尿病の代謝アダプテーション

計画研究

研究領域代謝アダプテーションのトランスオミクス解析
研究課題/領域番号 17H06300
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

黒田 真也  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50273850)

研究分担者 稲葉 有香  金沢大学, 新学術創成研究機構, 准教授 (20571970)
土屋 貴穂  筑波大学, 医学医療系, 助教 (70853167)
小林 大樹  新潟大学, 医歯学系, 助教 (20448517)
幡野 敦  新潟大学, 医歯学系, 助教 (30755533)
尾崎 遼  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (10743346)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
237,900千円 (直接経費: 183,000千円、間接経費: 54,900千円)
2021年度: 50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2020年度: 50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2019年度: 50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)
2018年度: 54,990千円 (直接経費: 42,300千円、間接経費: 12,690千円)
2017年度: 32,760千円 (直接経費: 25,200千円、間接経費: 7,560千円)
キーワードトランスオミクス / 2型糖尿病 / 2型糖尿病 / 代謝アダプテーション / システム生物学 / マルチオミクス
研究成果の概要

本研究では、野生型と2型糖尿病のモデルマウスであるob/obマウスを用いた糖負荷に対する代謝における動的応答のオミクス計測とデータ統合解析により、代謝アダプテーションのトランスオミクスネットワークを同定して糖代謝疾患の肝臓と筋肉にけるメカニズムを明らかにした。またこれまで同位体標識実験を用いずにマルチオミクスデータから代謝変化とその制御を解析する数理モデルOMELETを開発して肥満モデルマウスであるob/obマウスにおける肝臓グルコース代謝変化とその変化を引き起こしている制御を定量的に明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、野生型と肥満モデルマウスにおいてインスリンの標的臓器である肝臓や筋肉がいかにして代謝制御を行うかを初めて大規模に明らかにした。これにより代謝物による制御の消失や遅い遺伝子発現を介した制御など肥満における代謝制御の新たな側面が明らかとなった。血糖値の恒常性は肝臓のみならず全身の臓器連関ネットワークを介して維持されているため、他の代謝臓器にも本解析手法を拡張していくことにより、2型糖尿病など血糖恒常性の破綻メカニズムの全容が明らかとなると期待される。

報告書

(6件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 6件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 17件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 9件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] シドニー大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Optogenetic decoding of Akt2-regulated metabolic signaling pathways in skeletal muscle cells using transomics analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Genki、Kokaji Toshiya、Kawata Kentaro、Sekine Yuka、Suzuki Yutaka、Soga Tomoyoshi、Ueda Yoshibumi、Endo Mizuki、Kuroda Shinya、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 16 号: 773 ページ: 773-773

    • DOI

      10.1126/scisignal.abn0782

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Features extracted using tensor decomposition reflect the biological features of the temporal patterns of human blood multimodal metabolome2023

    • 著者名/発表者名
      Fujita Suguru、Karasawa Yasuaki、Hironaka Ken-ichi、Taguchi Y.-h.、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 号: 2 ページ: e0281594-e0281594

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0281594

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo transomic analyses of glucose-responsive metabolism in skeletal muscle reveal core differences between the healthy and obese states.2022

    • 著者名/発表者名
      Kokaji T, Eto M, Hatano A, Yugi K, Morita K, Ohno S, Fujii M, Hironaka KI, Ito Y, Egami R, Uematsu S, Terakawa A, Pan Y, Maehara H, Li D, Bai Y, Tsuchiya T, Ozaki H, Inoue H, Kubota H, Suzuki Y, Hirayama A, Soga T, Kuroda S.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 12 号: 1 ページ: 13719-13719

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17964-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trans-omics analysis of insulin action reveals a cell growth subnetwork which co-regulates anabolic processes2022

    • 著者名/発表者名
      Terakawa Akira、Hu Yanhui、Kokaji Toshiya、Yugi Katsuyuki、Morita Keigo、Ohno Satoshi、Pan Yifei、Bai Yunfan、Parkhitko Andrey A.、Ni Xiaochun、Asara John M.、Bulyk Martha L.、Perrimon Norbert、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 5 ページ: 104231-104231

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104231

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative metabolic fluxes regulated by trans-omic networks2022

    • 著者名/発表者名
      Ohno Satoshi、Uematsu Saori、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      Biochemical Journal

      巻: 479 号: 6 ページ: 787-804

    • DOI

      10.1042/bcj20210596

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multi-omics-based label-free metabolic flux inference reveals obesity-associated dysregulatory mechanisms in liver glucose metabolism2022

    • 著者名/発表者名
      Uematsu Saori、Ohno Satoshi、Tanaka Kaori Y.、Hatano Atsushi、Kokaji Toshiya、Ito Yuki、Kubota Hiroyuki、Hironaka Ken-ichi、Suzuki Yutaka、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Hirayama Akiyoshi、Soga Tomoyoshi、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 2 ページ: 103787-103787

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.103787

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Four features of temporal patterns characterize similarity among individuals and molecules by glucose ingestion in humans2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Suguru、Karasawa Yasuaki、Fujii Masashi、Hironaka Ken-ichi、Uda Shinsuke、Kubota Hiroyuki、Inoue Hiroshi、Sumitomo Yohei、Hirayama Akiyoshi、Soga Tomoyoshi、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      npj Systems Biology and Applications

      巻: 8 号: 1 ページ: 6-6

    • DOI

      10.1038/s41540-022-00213-0

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      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An extensive and dynamic trans-omic network illustrating prominent regulatory mechanisms in response to insulin in the liver2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki Fumiko、Uda Shinsuke、Yamauchi Yukiyo、Matsumoto Masaki、Soga Tomoyoshi、Maehara Kazumitsu、Ohkawa Yasuyuki、Nakayama Keiichi I.、Kuroda Shinya、Kubota Hiroyuki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 36 号: 8 ページ: 109569-109569

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109569

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fat Induces Glucose Metabolism in Nontransformed Liver Cells and Promotes Liver Tumorigenesis2021

    • 著者名/発表者名
      L. A. Broadfield, J. A. G. Duarte, R. Schmieder, D. Broekaert, K. Veys, M. Planque, K. Vriens, Y. Karasawa, F. Napolitano, S. Fujita, M. Fujii, M. Eto, B. Holvoet, R. Vangoitsenhoven, J. Fernandez-Garcia, J. van Elsen, J. Dehairs, J. Zeng, J. Dooley, R. Alba Rubio, J. van Pelt et al.
    • 雑誌名

      Cancer Research

      巻: 81 号: 8 ページ: 1988-2001

    • DOI

      10.1158/0008-5472.can-20-1954

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trans-omic analysis reveals obesity-associated dysregulation of inter-organ metabolic cycles between the liver and skeletal muscle2021

    • 著者名/発表者名
      Egami Riku、Kokaji Toshiya、Hatano Atsushi、et al.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 3 ページ: 102217-102217

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102217

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transomics analysis reveals allosteric and gene regulation axes for altered hepatic glucose-responsive metabolism in obesity2020

    • 著者名/発表者名
      Kokaji Toshiya、Hatano Atsushi、Ito Yuki、et al.
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 13 号: 660 ページ: 1236-1236

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaz1236

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Trans-omic Analysis Reveals ROS-Dependent Pentose Phosphate Pathway Activation after High-Frequency Electrical Stimulation in C2C12 Myotubes2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshino Daisuke、Kawata Kentaro、Kunida Katsuyuki、Hatano Atsushi、Yugi Katsuyuki、Wada Takumi、Fujii Masashi、Sano Takanori、Ito Yuki、Furuichi Yasuro、Manabe Yasuko、Suzuki Yutaka、Fujii Nobuharu L.、Soga Tomoyoshi、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 10 ページ: 101558-101558

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101558

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kinetic Trans-omic Analysis Reveals Key Regulatory Mechanisms for Insulin-Regulated Glucose Metabolism in Adipocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Ohno Satoshi、Quek Lake-Ee、Krycer James R.、Yugi Katsuyuki、Hirayama Akiyoshi、Ikeda Satsuki、Shoji Futaba、Suzuki Kumi、Soga Tomoyoshi、James David E.、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 号: 9 ページ: 101479-101479

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101479

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Logical design of oral glucose ingestion pattern minimizing blood glucose in humans.2019

    • 著者名/発表者名
      Fujii M, Murakami Y, Karasawa Y, Sumitomo Y, Fujita S, Koyama M, Uda S, Kubota H, Inoue H, Konishi K, Oba S, Ishii S, Kuroda S.
    • 雑誌名

      NPJ Syst Biol Appl.

      巻: 5 号: 1 ページ: 31-31

    • DOI

      10.1038/s41540-019-0108-1

    • NAID

      120006939199

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reconstruction of global regulatory network from signaling to cellular functions using phosphoproteomic data2018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Kentaro、Yugi Katsuyuki、Hatano Atsushi、Kokaji Toshiya、Tomizawa Yoko、Fujii Masashi、Uda Shinsuke、Kubota Hiroyuki、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 1 ページ: 82-93

    • DOI

      10.1111/gtc.12655

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trans-omic Analysis Reveals Selective Responses to Induced and Basal Insulin across Signaling, Transcriptional, and Metabolic Networks2018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Kentaro、Hatano Atsushi、Yugi Katsuyuki、Kubota Hiroyuki、Sano Takanori、Fujii Masashi、Tomizawa Yoko、Kokaji Toshiya、Tanaka Kaori Y.、Uda Shinsuke、Suzuki Yutaka、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Saitoh Kaori、Kato Keiko、Ueno Ayano、Ohishi Maki、Hirayama Akiyoshi、Soga Tomoyoshi、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 7 ページ: 212-229

    • DOI

      10.1016/j.isci.2018.07.022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In?Vivo Decoding Mechanisms of the Temporal Patterns of Blood Insulin by the Insulin-AKT Pathway in the Liver2018

    • 著者名/発表者名
      Kubota Hiroyuki、Uda Shinsuke、Matsuzaki Fumiko、Yamauchi Yukiyo、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      Cell Systems

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.cels.2018.05.013

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Metabolomics Reveals that Insulin Primes the Adipocyte for Glucose Metabolism2017

    • 著者名/発表者名
      James R. Krycer, Satoshi Ohnoら全21名
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 21 号: 12 ページ: 3536-3547

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.11.085

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Transomic network analysis of glucose metabolism and its dysfunction associated with obesity2022

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      The 21th International Conference on Systems Biology (ICSB) 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The roles of inter- and intra-cellular variations in cellular information transfer2022

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      Workshop on Non-equilibrium Phenomena in Physics and Biology (NE-PB2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Systems Biology of Insulin Action2022

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      Biomedical Mathematics Online Colloquium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ストラクチャオーム/ structurome オミクスワイドのタンパク質立体構造(ストラクチャオーム)に向けて Toward an omics-wide protein structure (structurome)2022

    • 著者名/発表者名
      黒田 真也
    • 学会等名
      第45回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋のシステムバイオロジー:代謝トランスオミクスと情報誌論解析2022

    • 著者名/発表者名
      黒田 真也
    • 学会等名
      第9回骨格筋生物学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インスリン作用のトランスオミクスネットワーク2021

    • 著者名/発表者名
      黒田 真也
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会年次学術集会The 64th Annual Meeting of the Japan Diabetes Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] トランスオミクスによる肝臓での糖応答システムの解析2021

    • 著者名/発表者名
      黒田 真也
    • 学会等名
      第94回日本内分泌学会学術集会The 94th Annual Congress of the Japan Endocrine Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Systems biology of insulin action2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      Hunter meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Trans-Omics analysis of the liver of lean and obese mice during an oral glucose administration2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kuroda
    • 学会等名
      The 1st International Symposium for Trans-Omics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 血中ホルモンによる血糖ホメオスタシスの数理モデルを用いた血糖摂取のロジカルデザイン2017

    • 著者名/発表者名
      黒田真也
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] 2nd international symposium for trans-omics2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 1st International Symposium for Trans-Omics2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-07-04   更新日: 2024-01-30  

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