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エピゲノム変化に伴う摂食中枢制御と肥満生活習慣病に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16F16725
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 代謝学
研究機関東京大学

研究代表者

酒井 寿郎  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (80323020)

研究分担者 FALLAH OMRAN SIMIN  東京大学, 先端科学技術研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-07-27 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2016年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードシグナル感知 / 脱メチル化酵素 / ベージュ脂肪細胞 / エピゲノム変化 / 慢性適応 / ヒストン脱メチル化酵素 / 摂食 / メタボリックシンドローム / エピゲノム / エネルギー代謝
研究実績の概要

「ベージュ脂肪細胞」とよばれる第二の熱産生脂肪細胞の存在が近年明らかにされている。褐色脂肪細胞が特に新生児に多く存在するのに比べ、ベージュ脂肪細胞は寒さに適応していくために新たにつくられる「誘導型」の熱産生脂肪細胞である。先行研究で短期の寒冷刺激に伴いJMJD1A の 265 番目のセリン残基がリン酸化され、急性期の熱産生に必要な機能を獲得することを見出した(Nature Communications 2015)。今回、265 番目のセリン残基をリン酸化されないアラニン残基に置換した変異型 JMJD1A をもつマウスを作製し、寒さに対する適応を解析した。急激な寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷を感知できないため、通常のマウスと比べて顕著に体温が低下した。また長期の寒冷刺激下では、変異体マウスは寒冷刺激をエピゲノムに伝えることができないため、野生型マウスと比較して、脂肪燃焼、熱産生、そして白色脂肪組織のベージュ化が顕著に抑制され、寒冷への適応力が低下していることが明らかになった。今回の研究から、寒冷環境への適応のしくみについて、(1)恒温動物が寒さに直面すると、褐色脂肪組織のJMJD1Aが寒さを感知することで急速な熱産生を行い、(2)寒さが長期に持続すると白色脂肪組織のJMJD1Aが寒さをエピゲノムに伝え、脂肪を燃焼し熱を産生する「誘導型」のベージュ脂肪細胞を新たにつくる、ということがわかりました。また、白色脂肪組織のベージュ化では、寒さの感知によるJMJD1Aのリン酸化(第一段階)、ヒストン脱メチル化によるエピゲノムの変化(第二段階)、という機構を介して、「休止中」の脂肪燃焼と熱産生に関わる遺伝子を「活動中」にし、慢性的な寒さに適応することが初めて明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Histone demethylase JMJD1A coordinates acute and chronic adaptation to cold stress via thermogenic phospho-switch.2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Abe, Yosuke Fujiwara, Hiroki Takahashi, Yoshihiro Matsumura, Tomonobu Sawada, Shuying Jiang, Ryo Nakaki, Aoi Uchida, Noriko Nagao, Makoto Naito, Shingo Kajimura, Hiroshi Kimura, Timothy F. Osborne, Hiroyuki Aburatani, Tatsuhiko Kodama, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1566-1566

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03868-8

    • 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
  • [雑誌論文] KDM3A coordinates actin dynamics with intraflagellar transport to regulate cilia stability.2017

    • 著者名/発表者名
      Yeyati PL, Schiller R, Mali G, Kasioulis I, Kawamura A, Adams IR, Playfoot C, Gilbert N, van Heyningen V, Wills J, von Kriegsheim A, Finch A, Sakai J, Schofield CJ, Jackson IJ, Mill P.
    • 雑誌名

      J Cell Biol.

      巻: 216 号: 4 ページ: 999-1013

    • DOI

      10.1083/jcb.201607032

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Degradation of human Lipin-1 by BTRC E3 ubiquitin ligase2017

    • 著者名/発表者名
      Ishimoto Kenji、Hayase Ayaka、Kumagai Fumiko、Kawai Megumi、Okuno Hiroko、Hino Nobumasa、Okada Yoshiaki、Kawamura Takeshi、Tanaka Toshiya、Hamakubo Takao、Sakai Juro、Kodama Tatsuhiko、Tachibana Keisuke、Doi Takefumi
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 488 号: 1 ページ: 159-164

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.04.159

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptional and epigenetic control of brown and beige adipose cell fate and function.2017

    • 著者名/発表者名
      Inagaki T, Sakai J, Kajimura S.
    • 雑誌名

      Nat Rev Mol Cell Biol.

      巻: 18 号: 8 ページ: 527-527

    • DOI

      10.1038/nrm.2017.72

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of histone demethylase KDM3A-dependent AP-1 transactivity on hepatotumorigenesis induced by PI3K activation2017

    • 著者名/発表者名
      Nakatsuka T, Tateishi K, Kudo Y, Yamamoto K, Nakagawa H, Fujiwara H, Takahashi R, Miyabayashi K, Asaoka Y, Tanaka Y, Ijichi H, Hirata Y, Otsuka M, Kato M, Sakai J, Tachibana M, Aburatani H, Shinkai Y, *Koike K.
    • 雑誌名

      Oncogene

      巻: 36 号: 45 ページ: 6262

    • DOI

      10.1038/onc.2017.222

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ヒストン脱メチル化酵素による脂肪細胞の熱産生機構と糖代謝制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      酒井寿郎
    • 学会等名
      第52回糖尿病学の進歩
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒストン脱メチル化酵素のリン酸化と脱メチル化による白色脂肪細胞の褐色化機構2017

    • 著者名/発表者名
      酒井寿郎
    • 学会等名
      第11回エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エピゲノムを介した白色脂肪細胞分化の制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      松村欣宏, 仲木竜, 稲垣毅, 油谷浩幸, 酒井寿郎
    • 学会等名
      第35回内分泌学代謝学サマーセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪細胞を特徴づける代謝によるエピゲノム制御2017

    • 著者名/発表者名
      松村欣宏, Eko Fuji Ariyanto, 曽我朋義, 酒井寿郎
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 寒冷刺激による翻訳後修飾とエピゲノム変化による脂肪細胞のベージュ化機構2017

    • 著者名/発表者名
      酒井寿郎, 阿部陽平, 藤原庸右, 高橋宙大, 児玉龍彦, 油谷浩幸, 松村欣宏, 稲垣毅
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京大学先端科学技術研究センター酒井研究室/原著論文

    • URL

      http://www.mm.rcast.u-tokyo.ac.jp/publications/pubs.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-07-28   更新日: 2024-03-26  

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