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代謝環境による統合的エピゲノム制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03729
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分54040:代謝および内分泌学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

稲垣 毅  群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (10507825)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワードエピゲノム / エピジェネティクス / 脂肪細胞分化 / ヒストン修飾
研究開始時の研究の概要

本研究は、肥満や糖尿病と関係の深い脂肪細胞をモデルとして利用して実施する研究である。細胞内に存在する代謝物が、細胞内エネルギー環境を感知するセンサーとして働くという仮説に基づき、「代謝物によってエピゲノムが書き換えられることで、転写から翻訳までのセントラルドグマを一元的に制御する機構」の存在を予想して解明することを目指すものである。

研究成果の概要

エピゲノムは、代謝環境を感知して細胞の分化制御にかかわる。鉄は、ヒストン脱メチル化酵素とDNA脱メチル化酵素の活性に必須であるが、脂肪細胞分化過程において、細胞内の貯蔵鉄がフェリチノファジーにより供給されることを発見した。また、鉄輸送タンパクPCBPが核に移行することを見出し、これが脂肪細胞分化に重要であることを発見した。さらに、脂肪細胞分化誘導後にヒストン脱メチル化酵素JMJD1AやDNA脱メチル化酵素TET2の活性が鉄依存性に制御されてエピゲノムが書き換わり、その結果、脂肪細胞分化関連遺伝子の発現が誘導されることで脂肪細胞が分化するという一連の機構を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肥満症や糖尿病の発症機序を理解するうえで、脂肪細胞の分化制御機構を解明することは重要である。今回、脂肪細胞分化にかかわるDNAメチル化やヒストンメチル化修飾といったエピゲノムの書き換えにおいて、鉄が重要な役割を果たすことを見出した。この新たな脂肪細胞分化の制御機構の提示は、肥満症や糖尿病の新しい治療戦略に寄与する可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] T1R3 homomeric sweet taste receptor negatively regulates insulin-induced glucose transport through Gαs-mediated microtubules disassembly in 3T3-L1 adipocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Masubuchi Yosuke、Ma Jinhui、Suzuki Tomohiro、Kojima Itaru、Inagaki Takeshi、Shibata Hiroshi
    • 雑誌名

      Endocrine Journal

      巻: 69 号: 5 ページ: 487-493

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ21-0661

    • NAID

      130008118745

    • ISSN
      0918-8959, 1348-4540
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of the nuclear concentration of α-ketoglutarate during adipocyte differentiation by using a fluorescence resonance energy transfer-based biosensor with nuclear localization signals2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tomohiro、Hayashi Mayuko、Komatsu Tetsuro、Tanioka Akiko、Nagasawa Masahiro、Tanimura-Inagaki Kyoko、Rahman Mohammad Sharifur、Masuda Shinnosuke、Yusa Kosuke、Sakai Juro、Shibata Hiroshi、Inagaki Takeshi
    • 雑誌名

      Endocrine Journal

      巻: 68 号: 12 ページ: 1429-1438

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ21-0255

    • NAID

      130008136509

    • ISSN
      0918-8959, 1348-4540
    • 関連する報告書
      2021 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] Bacteroides spp. promotes branched-chain amino acid catabolism in brown fat and inhibits obesity2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Naofumi、Yamashita Tomoya、Osone Tatsunori、Shinohara Masakazu、Kitahama Seiichi、Sasaki Kengo、Sasaki Daisuke、Emoto Takuo、Saito Yoshihiro、Kitaura Yasuyuki、Shimomura Yoshiharu、Kondo Akihiko、Kajimura Shingo、Inagaki Takeshi、Yamada Takuji、Hirata Ken-ichi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 号: 11 ページ: 103342-103342

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.103342

    • NAID

      120007179184

    • 関連する報告書
      2021 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] Spatiotemporal dynamics of SETD5-containing NCoR-HDAC3 complex determines enhancer activation for adipogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Y, Ito R, Yajima A, Yamaguchi R, Tanaka T, Kawamura T, Magoori K, Abe Y, Uchida A, Yoneshiro T, Hirakawa H, Zhang J, Arai M, Yang C, Yang G, Takahashi H, Fujihashi H, Nakaki R, Yamamoto S, Ota S, Tsutsumi S, Inoue SI, Kimura H, Wada Y, Kodama T, Inagaki T, Osborne TF, Aburatani H, Node K, Sakai J.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 7045-7045

    • DOI

      10.1038/s41467-021-27321-5

    • 関連する報告書
      2021 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] Ubiquitination-dependent and -independent repression of target genes by SETDB1 reveal a context-dependent role for its methyltransferase activity during adipogenesis2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang J, Matsumura Y, Kano Y, Yoshida A, Kawamura T, Hirakawa H, Inagaki T, Tanaka T, Kimura H, Yanagi S, Fukami K, Doi T, Osborne TF, Kodama T, Aburatani H, Sakai J.
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 26 号: 7 ページ: 513-529

    • DOI

      10.1111/gtc.12868

    • 関連する報告書
      2021 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] PPARα activation directly upregulates thrombomodulin in the diabetic retina.2020

    • 著者名/発表者名
      Shiono A, Sasaki H, Sekine R, Abe Y, Matsumura Y, Inagaki T, Tanaka T, Kodama T, Aburatani H, Sakai J, Takagi H.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 10 号: 1 ページ: 10837-10837

    • DOI

      10.1038/s41598-020-67579-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 熱産生性脂肪のエピジェネティクス2021

    • 著者名/発表者名
      稲垣 毅 、酒井寿郎
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Epigenetic Regulation of Adipose Cell Fate and Function2021

    • 著者名/発表者名
      稲垣 毅
    • 学会等名
      The 9th Seoul International Congress of Endocrinology and Metabolism in conjunction with the 40th Annual Scientific Meeting of the Korean Endocrine Society (SICEM 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アドレナリンシグナルと熱産生性脂肪のepigenetics2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣 毅 、酒井寿郎
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 栄養と外部環境による脂肪のエピゲノム制御2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣 毅
    • 学会等名
      第105回 日本栄養食糧学会関東支部大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪細胞の性質を制御する環境記憶のエピジェネティクス2020

    • 著者名/発表者名
      稲垣 毅
    • 学会等名
      第41回日本肥満学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所

    • URL

      https://www.imcr.gunma-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所代謝エピジェネティクス分野

    • URL

      https://epigenetics.imcr.gunma-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所

    • URL

      https://www.imcr.gunma-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所代謝エピジェネティクス分野

    • URL

      https://epigenetics.imcr.gunma-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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