過栄養による脂肪細胞機能破綻のエピゲノム機構

• 研究課題/領域番号: 16K07220
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松村 欣宏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (20375257)
• 研究協力者: 川村 猛
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 脂肪細胞 / エピゲノム / 糖代謝 / ヒストンメチル化 / ヒストンアセチル化 / ヒストン脱メチル化 / ゲノム / 発現制御 / 糖 / 脂質

研究成果の概要

細胞は環境が変化すると、性質を変化させ、環境の変化に適応する。環境の変化に伴う細胞の性質の変化には、後天的なゲノム修飾であるエピゲノムを介した仕組みが関わることが知られている。脂肪細胞はエネルギーが過剰の際は糖を取込み脂肪として蓄える。糖が過剰あるいは欠乏している条件において、脂肪細胞を培養し、遺伝子の発現とエピゲノムの網羅的解析を行った。脂肪細胞では、細胞外の糖とエピゲノムの一つであるヒストンメチル化を介した仕組みで、糖を取込み、脂肪を蓄える性質が決まることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

代謝の良し悪しは遺伝的素因だけでなく、環境要因によって決まる。糖を取込み、脂肪を蓄えやすいといった性質は、糖そのものと後天的に書きかわるエピゲノムを介した仕組みで、脂肪細胞に記憶されていることが明らかになった。この知見は、体質改善やメタボリックシンドロームの予防に役立つと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Downregulation of ERG and FLI1 expression in endothelial cells triggers endothelial-to-mesenchymal transition. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nao Nagai, Hiroto Ohguchi, Ryo Nakaki, Yoshihiro Matsumura, Yasuharu Kanki, Juro Sakai, Hiroyuki Aburatani, Takashi Minami
  • 雑誌名: PLoS Genet 巻: 14
  • 査読あり
• [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
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The H3K9 methyltransferase Setdb1 regulates TLR4-mediated inflammatory responses in macrophages. (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Hachiya, T. Shiihashi, I. Shirakawa, Y. Iwasaki, Y. Matsumura, Y. Oishi, Y. Nakayama, Y. Miyamoto, I. Manabe, K. Ochi, M. Tanaka, N. Goda, J. Sakai, T. Suganami, Y. Ogawa.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 28845-28845
  • DOI: 10.1038/srep28845
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] SETDY は NCoR-HDAC 複合体と相互作用し脂肪細胞分化におけるエンハンサー活性化を制御する (2018)
  • 著者名/発表者名: 松村欣宏，山崎あゆむ，馬郡健太，田中十志也，川村猛，平川弘幸，油谷浩幸，酒井寿郎
  • 学会等名: 第12回 エピジェネティクス研究会
• [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回内分泌代謝学サマーセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] SETDY associates with NCoR-HDAC corepressor complex to fine-tune enhancer activation during adipogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Matsumura, Ayumu Yamasaki, Kenta Magori, Toshiya Tanaka, Hiroyuki Hirakawa, Takeshi Inagaki, Hiroyuki Aburatani, Juro Sakai
  • 学会等名: The 72nd Fujihara Seminar
• [学会発表] Cold stress-induced phosphorylated histone demethylase JMJD1A re-writes epigenetic memory for adaptive thermogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Fujiwara, Yohei Abe, Hiroki Takahashi, Yoshihiro Matsumura, Tomonobu Sawada, Ryo Nakaki, Aoi Uchida, Noriko Nagao, Hiroyuki Aburatani, Tatsuhiko Kodama, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
  • 学会等名: The 72nd Fujihara Seminar
• [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
• [学会発表] Metabolic Regulation of Histone Demethylase KDM4A and Glycolytic Gene Expression by Isocitrate Dehydrogenase 3β during Adipogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Eko Fuji Ariyanto, Yoshihiro Matsumura, Tomoyoshi Soga, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] ヒストンメチル化酵素SETDB1のユビキチン化は細胞内局在を制御する (2016)
  • 著者名/発表者名: 松村欣宏，鹿野優佳，吉田文乃，川村猛，稲垣毅，酒井寿郎
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] SETDY Regulates C/EBPα Transcription during Adipogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: 馬郡健太，松村欣宏，山崎あゆむ，大木翔太郎，稲垣毅，酒井寿郎
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] Mitochondrial isocitrate dehydrogenase 3 accelerates adipogenesis via epigenetic regulation (2016)
  • 著者名/発表者名: 松村欣宏，Eko Fuji Ariyanto，曽我朋義，稲垣毅，酒井寿郎
  • 学会等名: インスリン抵抗性とメタボリックシンドローム研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-06-25
• [図書] 実験医学「エピゲノム変化に主眼を置いた糖尿病研究」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 酒井寿郎，松村欣宏，稲垣毅，阿部陽平
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 実験医学「エピゲノムと脂肪細胞」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井寿郎，阿部陽平，松村欣宏，稲垣毅
  • 出版者: 羊土社