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脂肪細胞におけるミトコンドリアを介したエネルギー代謝機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J14879
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 生理学一般
研究機関東京大学

研究代表者

菅原 祥  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード褐色脂肪組織 / ミトコンドリア / タンパク質脱リン酸化酵素 / PGAM5 / UCP1 / 褐色脂肪細胞 / 脱リン酸化酵素
研究実績の概要

我々が機能解析を行っている分子PGAM5の生理機能を明らかにする目的でPGAM5欠損マウスを作製したところ、高脂肪食負荷時に体重増加の抑制などの表現型を示すことがわかった。表現型のメカニズムを明らかにするために褐色脂肪組織に注目して解析を行ったところ、褐色脂肪組織におけるエネルギー消費や熱産生に重要であるとされているUcp1のmRNA発現量、タンパク質発現量ともにPGAM5欠損マウスで増加していることが明らかになった。この遺伝子発現変化を初代培養褐色脂肪細胞系においても検討したところ、組織と同様にPGAM5欠損によってUcp1が増加することが確認された。また、褐色脂肪細胞にPGAM5を過剰発現することによってUcp1の発現が減少することが確認された。このことから、PGAM5は褐色脂肪細胞においてUcp1の発現を抑制していることが示唆された。次に、PGAM5によって増加したUcp1が機能的であるかを、細胞の酸素消費速度を指標として評価したところ、アドレナリンβ3選択的作動薬処置依存的な酸素消費量が優位に増加していることがわかった。この結果から、PGAM5欠損型の褐色脂肪細胞ではエネルギーを消費する能力が高くなっていることが示唆された。次に、Ucp1の発現制御にPGAM5の機能が関与するかを検討した。脱リン酸化酵素活性を失った変異体と、膜内切断に耐性を示す変異体を用いて検討したところ、これらの変異体を過剰発現してもUcp1発現の抑制は観察されなかった。このことからPGAM5は脱リン酸化酵素活性と膜内切断という機能や特徴を介してUcp1遺伝子の発現を抑制していることが示唆された。本研究の内容は2020年4月に国際誌にて報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] The mitochondrial protein PGAM5 suppresses energy consumption in brown adipocytes by repressing expression of uncoupling protein 1.2020

    • 著者名/発表者名
      Sugawara, S., Kanamaru, Y., Sekine, S., Maekawa, L., Takahashi, A., Yamamoto, T., Watanabe, K., Fujisawa, T., Hattori, K. and Ichijo, H.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 295 号: 17 ページ: 5588-5601

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.011508

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] PGAM5による褐色脂肪細胞の機能制御解析2019

    • 著者名/発表者名
      菅原祥、服部一輝、藤澤貴央、一條秀憲
    • 学会等名
      第19回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア局在型プロテインホスファターゼPGAM5の細胞・個体レベルでの解析2018

    • 著者名/発表者名
      菅原 祥
    • 学会等名
      第10回シグナルネットワーク研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア局在型プロテインホスファターゼPGAM5の細胞・個体レベルでの生理機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      菅原 祥
    • 学会等名
      第91回日本生化学回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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