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アミノ酸欠乏をシグナルとした組織特異的な脂質代謝制御の新機構の解明とその利用

研究課題

研究課題/領域番号 16J08326
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 動物生産科学
研究機関東京大学

研究代表者

西 宏起  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード低タンパク食 / アミノ酸シグナル / 非アルコール性脂肪肝 / 機械学習 / 脂肪肝 / アミノ酸欠乏 / 脂質フラックス / ラット / トリグリセリド
研究実績の概要

今年度は標識した基質を用いて培養細胞系(H4IIEラット肝癌細胞株)およびラット肝臓における脂質のフラックスを解析する実験系の確立を行った。肝臓における脂質の新規合成活性の測定については、重水素標識した水(D2O)を投与したラットの肝臓から抽出した総脂質をGCMSで分析し、重水素が取り込まれたパルミチン酸同位体を定量することで脂質合成活性を評価することに成功した。肝臓への脂質の取り込み活性については、蛍光標識した脂肪酸アナログであるBODIPY FL C12をラットに投与し、肝臓への蛍光の取り込み量を定量することにより脂質取り込み活性を評価することに成功した。これらの実験系を用いて、低アミノ酸食を給餌したラットの肝臓における脂質合成と脂質取り込みの活性を解析したところ、対照食群と比較して脂質合成活性が顕著に増加していたが取り込み活性は変化していなかった。前年度の成果からすでに低アミノ酸食給餌ラットの肝臓の脂質分泌活性と脂質酸化活性には顕著な差がないことが示されていることから、それらの結果と合わせて低アミノ酸食給餌による肝臓脂質蓄積の生化学的メカニズムの解明に成功した。
一方で前年度から引き続き、このような代謝変化を引き起こすアミノ酸シグナル因子・経路の探索も進めた。その過程で、阻害剤を投与したラットの肝臓脂質フラックスの解析結果から、肝臓の脂質蓄積を誘導するアミノ酸シグナル仲介因子のいくつかの候補を見出すことにも成功した。
さらに本研究の特色の一つである機械学習を用いた血中アミノ酸プロファイルの非線形解析も引き続き進めた。これまでは教師なし学習である自己組織化マップ(SOM)を用いてきたが、今年度は新たに教師あり学習多層パーセプトロン(MLP)も導入し、MLPでも血中アミノ酸プロファイルから肝臓脂質量を予測できることが示された。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] アミノ酸の新機能:血中プロファイルに応じた脂質代謝の変動2018

    • 著者名/発表者名
      西宏起、伯野史彦、高橋伸一郎
    • 雑誌名

      Bioscience & Industry

      巻: 76 (6) ページ: 467-471

    • NAID

      40021743667

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Importance of Serum Amino Acid Profile for Induction of Hepatic Steatosis under Protein Malnutrition2018

    • 著者名/発表者名
      Mikako Kumano, Yuka Toyoshima, Asako Takenaka, Masato Masuda, Yasushi Nakabayashi, Ryuji Shioya, Fumihiko Hakuno, Shin-Ichiro Takahashi
    • 雑誌名

      Nature, Scientific Report

      巻: 8:5461 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23640-8

    • 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] Study of effects of blood amino acidand hormone level for controlling triglyceride accumulation in the liver of rats using Self-Organizing Map2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Masuda, Yasushi Nakabayashi, Ryuji Shioya, Hiroki Nishi, Shin-Ichiro Takahashi, Fumihiko Hakuno
    • 雑誌名

      International Journal of Intelligent Information Systems

      巻: 5 号: 6 ページ: 88-93

    • DOI

      10.11648/j.ijiis.20160506.12

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mechanisms underlying hepatic steatosis induced by total dietary amino acid deficiency and arginine only deficiency; Novel amino acid signals inducing insulin-like activities.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nishi, Daisuke Yamanaka, Yuki Goda, Haruka Nagata, Sara Fukushima, Yuka Toyoshima, Fumihiko Hakuno, Shin-Ichiro Takahashi
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences 2019, IGF and Insulin System in Physiology and Disease
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hepatic steatosis induced by amino acid deficiency or by a manipulation of dietary amino acid compositions2017

    • 著者名/発表者名
      Nishi Hiroki
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences "Insulin and IGFs in Physiology and Disease"
    • 発表場所
      Ventura, Los Angeles, USA
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hepatic steatosis induced by amino acid deficiency or by manipulation of the dietary amino acid composition2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nishi. Daisuke Yamanaka. Hiroyasu Kamei. Yuki Goda. Mikako Kumano. Yuka Toyoshima. Asako Takenaka. Kazuhiro Chida. Fumihiko Hakuno. Shin-Ichiro Takahashi
    • 学会等名
      International Congress of Nutrition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アミノ酸欠乏状態の肝細胞に脂質蓄積を引き起こす新機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      西宏起、山中大介、合田祐貴、熊野未佳子、豊島由香、竹中麻子、伯野史彦、高橋伸一郎
    • 学会等名
      Conbio 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院農学生命科学研究科 研究成果

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2018/20180410-1.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京大学農学生命科学研究科 研究成果

    • URL

      http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2018/20180410-1.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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