骨格筋の機能的性質を決定する分子機序としてのDNAメチル化制御の解明

• 研究課題/領域番号: 15K12669
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 亀井 康富 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (70300829)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: エピジェネティクス / 骨格筋 / DNAメチル化 / サテライト細胞 / 遺伝子発現

研究成果の概要

本研究では、骨格筋の性質の決定に遺伝子配列の変化を伴わないDNAメチル化によるエピジェネティックな遺伝子発現制御が関与する可能性の検証を目指した。PGC1αの過剰発現により骨格筋の顕著な赤筋化が生ずる。マイクロアレイによる網羅的発現解析の結果、TCA回路、酸化的リン酸化、脂肪酸代謝、BCAA代謝などがPGC1αによって制御されることが判明した。メチル化シトシン抗体による免疫沈降と、独自に設計したプロモーターアレイを組み合わせて、網羅的解析手法を確立した。PGC1α過剰発現により一群の遺伝子プロモーターのメチル化変化が観察された。これは赤筋化によるDNAメチル化変化を示唆するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Muscle-specific deletion of BDK amplifies loss of myofibrillar protein during protein undernutrition. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Kitaura Y, Kadota Y, Morishita Y, Ota M, Yamanaka F, Xu M, Ikawa M, Inoue N, Kawano F, Nakai N, Murakami T, Miura S, Hatazawa Y, Kamei Y, Shimomura Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 39825-39825
  • DOI: 10.1038/srep39825
  • NAID: 120006957417
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deletion of the transcriptional coactivator PGC1α in skeletal muscles is associated with reduced expression of genes related to oxidative muscle function. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa Y, Minami K, Yoshimura R, Onishi T, Manio MC, Inoue K, Sawada N, Suzuki O, Miura S, Kamei Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 481 号: 3-4 ページ: 251-258
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.133
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FOXO1 delays skeletal muscle regeneration and suppresses myoblast proliferation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Hatazawa Y, Hirose Y, Ono Y, Kamei Y.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 80 号: 8 ページ: 1531-5
  • DOI: 10.1080/09168451.2016.1164585
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of 4EBP by oral leucine administration was suppressed in the skeletal muscle of PGC-1α knockout mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura R, Minami K, Matsuda J, Sawada N, Miura S, Kamei Y.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 80(2) 号: 2 ページ: 288-90
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1083397
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene expression profiling of white adipose tissue reveals paternal transmission of proneness to obesity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita S, Nakabayashi K, Kawai T, Hayashi K, Horii T, Kimura M, Kamei Y, Ogawa Y, Hata K, Hatada I
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 21693-21693
  • DOI: 10.1038/srep21693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Down Regulation of Asparagine Synthetase and 3-Phosphoglycerate Dehydrogenase, and the Up-Regulation of Serine Dehydratase in Rat Liver from Intake of Excess Amount of Leucine Are Not Related to Leucine-Caused Amino Acid Imbalance (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, R., Takai, M., Namaki, H., Minami, K., Imamura, W., Kato, H., Kamei, Y., and Kanamoto, R.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 61 号: 6 ページ: 441-448
  • DOI: 10.3177/jnsv.61.441
  • NAID: 130005125480
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Senoo N, Miyoshi N, Goto-Inoue N, Minami K, Yoshimura R, Morita A, Sawada N, Matsuda J, Ogawa Y, Setou M, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: J Lipid Res. 巻: 56 号: 12 ページ: 2286-96
  • DOI: 10.1194/jlr.m060533
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metabolomic Analysis of the Skeletal Muscle of Mice Overexpressing PGC-1α. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa Y, Senoo N, Tadaishi M, Ogawa Y, Ezaki O, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 号: 6 ページ: e0129084-e0129084
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129084
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATM regulates adipocyte differentiation and contributes to glucose homeostasis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi M., Uno M., Nishii R., Sugimoto M., Hasegawa S., Piao J., Ihara N., Kanai S., Kakei S., Tamura Y., Suganami T., Kamei Y., Shimizu T., Yasuda A., Ogawa Y., Mizutani S.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 10 号: 6 ページ: 957-967
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.01.027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ligand-activated PPARα-dependent DNA demethylation regulates the fatty acid β-oxidation genes in the postnatal liver. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ehara T, Kamei Y, Yuan X, Takahashi M, Kanai S, Tamura E, Tsujimoto K, Tamiya T, Nakagawa Y, Shimano H, Takai-Igarashi T, Hatada I, Suganami T, Hashimoto K, Ogawa Y.
  • 雑誌名: Diabetes. 巻: 64(3) 号: 3 ページ: 775-84
  • DOI: 10.2337/db14-0158
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] DNAメチル化による遺伝子発現調節を介した代謝制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 日本農芸化学会2017年度大会
  • 発表場所: 京都女子大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋機能と肥満改善における転写制御因子の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司、小川佳宏
  • 学会等名: 第３７回日本肥満学会 シンポジウム
  • 発表場所: 東京ファッションタウン（東京都江東区）
  • 年月日: 2016-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] ロコモーティブシンドロームと栄養、骨格筋機能におけるアミノ酸代謝の役割と分子機序 (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第70回 日本栄養・食糧学会大会 シンポジウム
  • 発表場所: 武庫川女子大学（兵庫県西宮市）
  • 年月日: 2016-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋における核内受容体・転写共役因子と生活習慣病 (2016)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第２４回日本ステロイドホルモン学会 シンポジウム
  • 発表場所: ホルトホール大分（大分県大分市）
  • 招待講演
• [学会発表] 運動や栄養環境変化による遺伝子発現変化と生活習慣病予防 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第６回岐阜薬科大学機能性健康食品（蜂産品）研究講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋PGC1α欠損マウスへのBCAA摂取による脳内キヌレン酸量の減少 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、関根愛莉、吉村亮二、南貴美子、福渡努
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] 生活習慣病に関する遺伝子発現制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第４回 奥伊勢Forum
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2015-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] Skeletal muscle metabolism during exercise and its interaction with obesity (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: Kyoto Conference of Young Lions in Obesity Research
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マウス骨格筋において転写共役因子PGC1αはBCAA代謝を促進する (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、畑澤幸乃、只石幹、小川佳宏、北浦靖之、下村吉治、三浦進司
  • 学会等名: 日本肥満学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-10-02
• [学会発表] 骨格筋のエネルギー代謝制御因子PGC1α (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部・関西支部合同大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] PGC1α-Tgマウスの骨格筋におけるメタボローム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、畑澤幸乃、妹尾奈波、小川佳宏、三浦進司
  • 学会等名: 日本肥満学会adiposcienceシンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-08-22
• [学会発表] 骨格筋代謝と肥満―マウスモデルを用いた検討― (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第２３回日本運動生理学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of gene expression in skeletal muscle function and amino acid metabolism (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasutomi Kamei, Shinji Miura, Yoshihiro Ogawa
  • 学会等名: 12TH Asian Congress of Nutrition
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-05-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 月刊糖尿病 骨格筋からみた糖尿病の病態と治療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富，小川佳宏
  • 出版者: 医学出版
• [図書] 化学と生物 骨格筋と脂肪組織にかかわる最近の話題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、亀井康富
  • 出版者: 日本農芸化学会
• [図書] 骨格筋とオートファジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村亮二、亀井康富
  • 出版者: 内分泌・糖尿病・代謝内科
• [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室
  • URL: http://nutrition.life.kpu.ac.jp/