脂肪細胞グリセロールチャネル・アクアポリンアディポースの生活習慣病における意義

• 研究課題/領域番号: 17590930
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 代謝学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中村 正 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (90252668)
• 研究分担者: 船橋 徹 大阪大学, 医学系研究科, 助教授 (60243234) ; 木原 進士 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20332736)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: アクアポリン / グリセロール / 脂肪細胞 / 生活習慣病 / グリセロールキナーゼ / Foxo1 / IRE-1 / ノックアウトマウス / 肥満 / IRE1 / インスリン抵抗性

研究概要

本研究では、まず、AQPapが生活習慣病の基盤病態である肥満に関与するのかどうかを検討した。野生型(WT)と欠損マウス(KO)を比較すると、10週齢までは体重に差を認めなかったが、12週齢以降はWTに比しKOでは有意に体重及び体脂肪量は増加していた。WTに比べKOの脂肪細胞はより大きく中性脂肪含量も高値であった。さらに、2型糖尿病を誘発する高脂肪・高ショ糖食をWTおよびKOに与え、経時的に観察したところ、若年齢よりKOでは肥満とインスリン抵抗性の増悪が認められた。このメカニズムには、AQPap欠損時に、脂肪細胞におけるグリセロールキナーゼ活性が増加することが関与しており、このために、脂肪細胞の肥大・増加が生じることが示唆された(PNAS, 2005)。
さらに、AQPapの機能解析を進め、AQPapが脂肪細胞の分化に及ぼす影響を調べた。野生型(WT)およびAQPap KOマウスの白色脂肪組織からstromal vascular cell (SVC)を単離し、脂肪細胞に分化させた。分化誘導後2,4,6日目においてそれぞれoil red O染色およびPPARγ遺伝子発現を検討したが、WTおよびKO由来SVC脂肪細胞間では明らかな差は見られなかった。また、エピネフリン誘発性脂肪分解時には、KO由来SVC脂肪細胞において有意に培地中グリセロール濃度が低下していた。以上のことから、AQPapは脂肪細胞の分化には影響を与えずに、グリセロールチャネルとして機能していることが明らかになった。さらに、AQPap,AQP9の転写調節機構の解析では、3T3-L1脂肪細胞や293細胞を用いて、AQPapプロモーターに影響を及ぼす因子を検討した結果、フォークヘッド型転写因子Foxo1を同定することが出来た。Foxo1発現ベクターの感染量に応じて、AQPapプロモーター活性は上昇した。さらに、Foxo1を特異的に抑制するRNAiにより、その活性はRNAi用量依存性に低下した。また、Gel shift assayによりFoxo1はAQPapプロモーター上のinsulin response element (IRE) 1に結合することが確認できた。
これら私たちの一連の業績について、Nature誌2005年11月号のNews ＆ Viewsに紹介され、さらに、AQPsとグリセロール代謝に関するReviewをBBA誌2006年1月号に発表するに至った。

研究成果

• [雑誌論文] Diagnostic Criteria for Metabolic Syndrome in Japan and Its Clinical Significance. (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, et al.
  • 雑誌名: Int Med (in press)
• [雑誌論文] Aquaporins and glycerol metabolism (2006)
  • 著者名/発表者名: Hibuse T, et al.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1758 ページ: 1004-1011
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Blockade of Angiotensin II type-1 receptor reduces oxidative stress in adipose tissue and ameliorates adipocytokine dysregulation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kurata A, et al.
  • 雑誌名: Kidney International 70 ページ: 1717-1724
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of adiponectin on murine colitis induced by dextran sulfate sodium (2006)
  • 著者名/発表者名: Nishihara T, et al.
  • 雑誌名: Gastroenterology 131(3) ページ: 853-861
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adiponectin replenishment ameliorates obesity-related hypertension. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohhashi K, et al.
  • 雑誌名: Hypertension 47(6) ページ: 1108-1116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Aquaporins and glycerol metabolism. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hibuse T, Maeda N, Nagasawa A, Funahashi T.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 1758(8) ページ: 1004-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Blockade of Angiotensin II type-1 receptor reduces oxidative stress in adipose tissue and ameliorates adipocytokine dysregulation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kurata A, Nishizawa H, Kihara S, Maeda N, Sonoda M, Okada T, Ohashi K, Hibuse T, Fujita K, Yasui A, Hiuge A, Kumada M, Kuriyama H, Shimomura I, Funahashi T.
  • 雑誌名: Kidney Int. 70(10) ページ: 1717-24
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adiponectin replenishment ameliorates obesity-related hypertension. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohashi K, Kihara S, Ouchi N, Kumada M, Fujita K, Hiuge A, Hibuse T, Ryo M, Nishizawa H, Maeda N, Maeda K, Shibata R, Walsh K, Funahashi T, Shimomura I.
  • 雑誌名: Hypertension. 47(6) ページ: 1108-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Aquaporin 7 deficiency is associated with development of obesity through activation of adipose glycerol kinase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hibuse T, et al.
  • 雑誌名: PNAS 102・31 ページ: 10993-10998
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A new simple method for the measurement of visceral fat accumulation by bioelectrical impedance. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ryo M, et al.
  • 雑誌名: Diabetes Care 28・2 ページ: 451-453
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Visfatin : A protein secreted by visceral fat that mimics the effects of insulin (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara A, et al.
  • 雑誌名: Science 307 ページ: 426-429
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Association of visceral fat accumulation and plasma adiponectin with colorectal adenoma : evidence for participation of insulin resistance. (2005)
  • 著者名/発表者名: Otake S, et al.
  • 雑誌名: Clin Cancer Res 11・10 ページ: 3642-3646
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of unique lipoprotein subclasses for visceral obesity by component analysis of cholesterol profile in high-performance liquid chromatography. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okazaki M, et al.
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol. 25・3 ページ: 578-584
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Aquaporin 7 deficiency is associated with development of obesity through activation of adipose glycerol kinase. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hibuse T, Maeda N, Funahashi T, Yamamoto K, Nagasawa A, Mizunoya W, Kishida K, Inoue K, Kuriyama H, Nakamura T, Fushiki T, Kihara S, Shimomura I.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (31)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A new simple method for the measurement of visceral fat accumulation by bioelectrical impedance. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ryo M, Maeda K, Onda T, Katashima M, Okumiya A, Nishida M, Yamaguchi T, Funahashi T, Matsuzawa Y, Nakamura T, Shimomura I.
  • 雑誌名: Diabetes Care. 28(2) ページ: 451-3
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Visfatin : a protein secreted by visceral fat that mimics the effects of insulin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuhara A, Matsuda M, Nishizawa M, Segawa K, Tanaka M, Kishimoto K, Matsuki Y, Murakami M, Ichisaka T, Murakami H, Watanabe E, Takagi T, Akiyoshi M, Ohtsubo T, Kihara S, Yamashita S, Makishima M, Funahashi T, Yamanaka S, Hiramatsu R, Matsuzawa Y, Shimomura I.
  • 雑誌名: Science. 307(5708) ページ: 426-29
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Association of visceral fat accumulation and plasma adiponectin with colorectal adenoma : evidence for participation of insulin resistance. (2005)
  • 著者名/発表者名: Otake S, Takeda H, Suzuki Y, Fukui T, Watanabe S, Ishihama K, Saito T, Togashi H, Nakamura T, Matsuzawa Y, Kawata S.
  • 雑誌名: Clin Cancer Res. 11(10) ページ: 3642-6
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of unique lipoprotein subclasses for visceral obesity by component analysis of cholesterol profile in high-performance liquid chromatography. (2005)
  • 著者名/発表者名: Okazaki M, Usui S, Ishigami M, Sakai N, Nakamura T, Matsuzawa Y, Yamashita S.
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol. 25 (3)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of adiponectin on murine colitis induced by dextran sulfate sodium.
  • 著者名/発表者名: Nishihara T, Matsuda M, Araki H, Oshima K, Kihara S, Funahashi T, Shimomura I.
  • 雑誌名: Gastroenterology. 131(3) ページ: 853-61
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より