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低タンパク質栄養状態の肝臓で増加する翻訳調節因子を介した脂質蓄積機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K05916
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関宇都宮大学 (2021)
お茶の水女子大学 (2020)
日本医科大学 (2019)

研究代表者

豊島 由香 (鈴木 由香 / 豊島由香)  宇都宮大学, 農学部, 准教授 (70516070)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードタンパク質 / 翻訳 / 4E-BP1 / eIF4G / 肝臓 / 中性脂肪 / 翻訳開始因子
研究開始時の研究の概要

慢性的なタンパク質の摂取不足は、脂肪肝発症の原因の一つである。我々は、低タンパク質食摂食によって起こる脂肪肝の発症に、肝臓における翻訳抑制因子4E-BP1量の増加が必要であることを見出した。さらに、最近得られた知見から、この発症機構には、4E-BP1によるタンパク質翻訳の抑制だけでなく、翻訳開始因子eIF4G量の増加に伴うタンパク質翻訳の促進も関与すると考えている。
そこで本研究は、低タンパク質栄養状態に応答して増加する肝臓4E-BP1とeIF4Gが、糖・脂質代謝調節因子の翻訳を選択的に調節して肝臓に脂質を蓄積させる機構の解明を目指す。

研究成果の概要

慢性的なタンパク質の摂取不足は、脂肪肝発症の原因の一つである。これまでの研究成果から、低タンパク質食摂取によって起こる脂肪肝の発症に、肝臓における翻訳抑制因子4E-BP1量の増加が重要な役割を果たすことがわかっていた。また、4E-BP1と拮抗的に翻訳開始を調節する因子eIF4Gの量も増加して、肝脂質蓄積に関与すると考えられた。そこで本研究では、低タンパク質食摂食によって肝臓で増加する4E-BP1とeIF4Gが脂肪肝を発症させる機構の解析を行った。その結果、タンパク質の摂取不足に応答して肝eIF4Gと4E-BP1は、異なる機構を介して脂質代謝を調節し、脂肪肝を形成させることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、タンパク質の摂取不足に応答して、翻訳開始因子eIF4Gが、翻訳抑制因子4E-BP1とは異なる機構で脂質代謝調節に関与することを明らかにした。したがって、4E-BP1やeIF4Gは、タンパク質摂取不足による体内のアミノ酸利用の低下と肝脂肪蓄積を結ぶ重要な因子であると考えられた。本研究をさらに発展させて、これらの翻訳開始調節因子の標的因子を同定し、それによって調節される脂質代謝経路を明らかにすることができれば、脂肪肝治療のための新規薬剤の開発が可能となると考えている。また、過栄養による脂肪肝発症メカニズムとの差異もわかれば、発症要因に特化した食事療法の提案も可能となると考えている。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Low-arginine and low-protein diets induce hepatic lipid accumulation through different mechanisms in growing rats2020

    • 著者名/発表者名
      Otani Lila、Nishi Hiroki、Koyama Ayaka、Akasaka Yuta、Taguchi Yusuke、Toyoshima Yuka、Yamanaka Daisuke、Hakuno Fumihiko、Jia Huijuan、Takahashi Shin-Ichiro、Kato Hisanori
    • 雑誌名

      Nutrition & Metabolism

      巻: 17 号: 1 ページ: 60-60

    • DOI

      10.1186/s12986-020-00477-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disruption of insulin receptor substrate-2 impairs growth but not insulin function in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoshima Yuka、Nakamura Katsuyuki、Tokita Reiko、Teramoto Naomi、Sugihara Hidetoshi、Kato Hisanori、Yamanouchi Keitaro、Minami Shiro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 号: 33 ページ: 11914-11927

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.013095

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth hormone increases regulator of calcineurin 1-4 (Rcan1-4) mRNA through c-JUN in rat liver2020

    • 著者名/発表者名
      Nakata Tomoko、Toyoshima Yuka、Yagi Takashi、Katsumata Harumi、Tokita Reiko、Minami Shiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 6 ページ: e0235270-e0235270

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0235270

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A translation repressor, 4E-BP1, regulates the triglyceride level in rat liver during protein deprivation2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoshima Yuka、Yoshizawa Fumiaki、Tokita Reiko、Taguchi Yusuke、Takahashi Shin-Ichiro、Kato Hisanori、Minami Shiro
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 318 号: 5 ページ: E636-E645

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00464.2019

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth hormone activates X-box binding protein 1 in a sexually dimorphic manner through the extracellular signal-regulated protein kinase and CCAAT/enhancer-binding protein β pathway in rat liver2020

    • 著者名/発表者名
      Nakata Tomoko、Hirano Yoshitaka、Katsumata Harumi、Tokita Reiko、Yagi Takashi、Toyoshima Yuka、Minami Shiro
    • 雑誌名

      Endocrine Journal

      巻: 67 号: 2 ページ: 185-200

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ19-0240

    • NAID

      130007802883

    • ISSN
      0918-8959, 1348-4540
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-protein diet enhances adiponectin secretion in rats2019

    • 著者名/発表者名
      Yagi Takashi、Toyoshima Yuka、Tokita Reiko、Taguchi Yusuke、Okamoto Yoshihisa、Takahashi Shin-Ichiro、Kato Hisanori、Minami Shiro
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 83 号: 9 ページ: 1774-1781

    • DOI

      10.1080/09168451.2019.1621153

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高脂肪食摂取時にIRS-1欠損は耐糖能異常を惹起し肝脂質蓄積を抑える2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木晶子、豊島由香、藤原葉子
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] インスリン受容体基質-1欠損ラットは成長障害とインスリン抵抗性を示す2021

    • 著者名/発表者名
      豊島由香、中村克行、竹内志帆、時田玲子、田口雄亮、寺本奈保美、杉原英俊、山内啓太郎、南史朗
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 古くて新しいアミノ酸コードの研究2021

    • 著者名/発表者名
      高橋伸一郎, 伯野史彦, 山中大介, 西宏起, 合田祐貴, 増田正人, 片岡直行潮秀樹, 宮本崇史, 豊島由香, 竹中麻子, 島野 仁
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低タンパク質栄養状態における脂肪肝の発症に翻訳抑制因子4E-BP1が果たす役割2021

    • 著者名/発表者名
      豊島由香、吉澤史昭、時田玲子、田口雄亮、高橋伸一郎、加藤久典、南史朗
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会、第98回日本生理学会大会合同大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質栄養状態の悪化によって稼働する肝脂質蓄積機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      豊島由香
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会,2021年度農芸化学女性研究者賞受賞講演
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アミノ酸欠乏が肝臓のインスリン様成長因子-I遺伝子発現に及ぼす影響の解析2020

    • 著者名/発表者名
      朝重陽菜子、長田悠加、西宏起、山中大介、豊島由香、竹中麻子、片岡直行、伯野史彦、高橋伸一郎
    • 学会等名
      第93回日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アミノ酸シグナルによる物質代謝制御2020

    • 著者名/発表者名
      高橋伸一郎、伯野史彦、山中大介、竹中麻子、豊島由香、中林靖
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 肝細胞においてオルニチンがmTOR非依存的にG6Pase遺伝子発現を誘導する2019

    • 著者名/発表者名
      福嶋沙良、熊野美佳子、西宏起、山中大介、合田祐貴、豊島由香、竹中麻子、片岡直行、伯野史彦、高橋伸一郎
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低タンパク質食摂取で生じるマウスの成長遅滞はInsulin-like Growth Factor-1(IGF-I)投与により抑制される2019

    • 著者名/発表者名
      内田海登、豊島由香、伯野史彦、高橋伸一郎、竹中麻子
    • 学会等名
      第13回日本アミノ酸学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] インスリン受容体基質-2欠損ラットは成長障害を起こす2019

    • 著者名/発表者名
      豊島由香、中村克行、時田玲子、田口雄亮、寺本奈保美、杉原英俊、加藤久典、山内啓太郎、南史朗
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://shigen.mine.utsunomiya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-w.cf.ocha.ac.jp/ihli/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.nms.ac.jp/ig/bumon/seitai/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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