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解糖系振動とレプチン振動による白色脂肪細胞のレプチン分泌メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K19919
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

柴田 賢一  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 非常勤教員 (90753799)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード白色脂肪細胞 / 褐色脂肪細胞 / 代謝振動 / 解糖系 / 解糖系振動 / レプチン / レプチン分泌 / 脂肪細胞
研究開始時の研究の概要

脂肪細胞はエネルギーを貯蔵し、食欲を抑制する飽食ホルモンのレプチンを分泌する。レプチンは、肥満や糖尿病、妊娠、がんなどと関わる生命と健康にとって重要なホルモンである。しかし、その分泌メカニズムは十分に解明されていない。
膵臓のβ細胞によるインスリン分泌は、解糖系振動が関与していると言われている。解糖系振動とは、ブドウ糖を細胞が代謝していく過程で、代謝速度が上昇と下降を周期的に繰り返す現象である。β細胞によるインスリン分泌と同様に、脂肪細胞によるレプチン分泌も解糖系振動が深く関わっているのではないだろうか。
レプチンの分泌メカニズムを解明することで、医学的に有益な知見がえられると期待される。

研究成果の概要

白色脂肪細胞はエネルギーを脂肪として蓄え、レプチンなどのホルモンを分泌する。レプチンの異常は肥満や糖尿病の原因になり、詳細な分泌メカニズムの解明は極めて重要である。褐色脂肪細胞は脂肪を消費して体温の産生する事で肥満を改善し、健康状態を改善することが知られる。本研究は、膵臓のβ細胞と同様に脂肪細胞においてもホルモン分泌と代謝が連結しているという仮説を検証するため、まずは代謝振動を起こし、ホルモン分泌と振動が同期しているかどうかを検証しようとした。本研究ではホルモン分泌との関連性の解明には至らなかったものの、両脂肪細胞とも生体内で起こりうる刺激によって代謝振動を起こすことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

白色脂肪細胞はエネルギーを脂肪として蓄え、レプチンなどのホルモンを分泌しており、レプチンの異常は肥満や糖尿病の原因になる。また、褐色脂肪細胞は脂肪を消費して体温の産生する事で肥満を改善し、健康状態を改善することが知られる。膵臓のβ細胞では代謝振動によって効率的なホルモン刺激を実現しており、白色脂肪細胞においても同様の現象が起こっている可能性がある。振動的な代謝はエネルギー産生効率が高い事が予想されているため、褐色脂肪細胞でも代謝振動により効率的な発熱を実現している可能性がある。両細胞において代謝振動の観察に成功したことは、ホルモン刺激や発熱効率を通じて健康状態の改善に貢献できると期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Glycolytic oscillations in HeLa cervical cancer cell spheroids2022

    • 著者名/発表者名
      Amemiya Takashi、Shibata Kenichi、Takahashi Junpei、Watanabe Masatoshi、Nakata Satoshi、Nakamura Kazuyuki、Yamaguchi Tomohiko
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: - 号: 18 ページ: 5551-5570

    • DOI

      10.1111/febs.16454

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 今,数理が面白い-医学・生物学への応用 がん細胞の解糖系振動と悪性度診断への応用2021

    • 著者名/発表者名
      雨宮隆 , 柴田賢一 , 山口智彦
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 279 ページ: 183-187

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Glycolytic Oscillations in Cancer Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Amemiya Takashi、Shibata Kenichi、Watanabe Masatoshi、Nakata Satoshi、Nakamura Kazuyuki、Yamaguchi Tomohiko
    • 雑誌名

      Physics of Biological Oscillators

      巻: - ページ: 245-259

    • DOI

      10.1007/978-3-030-59805-1_15

    • ISBN
      9783030598044, 9783030598051
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] がん細胞の解糖系振動と悪性度の関係解明2022

    • 著者名/発表者名
      渡部颯斗, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第32回 非線形反応と協同現象研究会 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 藤田郁真, 柴田賢一, 雨宮隆2022

    • 著者名/発表者名
      低酸素誘導因HIFがHeLa細胞の解糖系振動に及ぼす影響
    • 学会等名
      第32回 非線形反応と協同現象研究会 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 数理モデルを用いたエネルギー代謝機構の分析2022

    • 著者名/発表者名
      松原亮矢, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第32回 非線形反応と協同現象研究会 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 解糖系振動を用いた褐色脂肪細胞の機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      平原陸人, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第32回 非線形反応と協同現象研究会 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 内皮由来物質が解糖系振動に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      佐野果鈴, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第32回 非線形反応と協同現象研究会 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞におけるミトコンドリアを含めた代謝中間体振動モデル2021

    • 著者名/発表者名
      大平泰央, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第31回 非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 解糖系振動におけるミトコンドリアの役割2021

    • 著者名/発表者名
      西田雅貴, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第31回 非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アストロサイト-ニューロン共培養系における解糖系振動2021

    • 著者名/発表者名
      大沼萌香, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第31回 非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂肪細胞の解糖系振動とレプチン振動2021

    • 著者名/発表者名
      森田優月, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第31回 非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 乳がん細胞の解糖系振動2021

    • 著者名/発表者名
      藤白直人, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第31回 非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低酸素誘導因子HIFがヒト子宮頸がんHeLa細胞の解糖系振動へ及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      藤田郁真, 柴田賢一, 雨宮隆
    • 学会等名
      第31回 非線形反応と協同現象研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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