| 研究課題/領域番号 |
23K07961
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分54040:代謝および内分泌学関連
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
後藤 薫 山形大学, 医学部, 教授 (30234975)
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| 研究分担者 |
諏佐 真治 山形大学, 医学部, 教授 (90322635)
小澤 昌子 山形大学, 医学部, 助教 (50754636)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 生活習慣病 / 糖尿病 / 脂質代謝酵素 / 酸化還元 / NAD+ / エネルギー / グルコース取込 / エネルギーセンサー / AMPK / エネルギー代謝 / 情報伝達 / 脂質代謝 / DGK |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、普遍的な脂質代謝に関わる酵素ジアシルグリセロールキナーゼ（DGK）を一つの視点として、日常診療で遭遇する「炎症応答」「生活習慣病」におけるエネルギー代謝の情報制御メカニズムについて、「解糖系 vs 脂肪酸β酸化」、「細胞内エネルギーと酸化・還元状態」、「細胞内エネエルギーセンサー」、「肥満、糖代謝、脂質代謝指標とDGK遺伝子のSNP関連解析」に着目した研究を行う。「DGK遺伝子のSNP関連解析」においては、山形県舟形町の糖尿病検診受診者を対象として構築した臨床データベースを用いて、実際にヒトにおいてDGKが疾患感受性遺伝子として肥満、糖代謝、脂質代謝に関与するか検討する。
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| 研究実績の概要 |
生体膜リン脂質は、グリセロールを骨格に持つ脂質分子ジアシルグリセロール(DG)のリン酸化を起点として合成されるが、このDGはエネルギー代謝および情報伝達系の両者と密接に関与する。申請者等はこれまで、DGのリン酸化酵素DGキナーゼ(DGK)の遺伝子クローニングと解析を行い、DGKファミリーの分子・発現局在、生理機能の解析してきた。
本研究では、普遍的な脂質代謝に関わる酵素DGKを一つの視点として、日常診療で遭遇する「炎症応答」「生活習慣病」におけるエネルギー代謝の情報制御メカニズムを解析する。昨年度はまず、代表的な「生活習慣病」である糖尿病との関連を調べる目的で、各DGKアイソザイムとグルコース取込との関係を精査し、細胞レベルの実験を行ない、ゼータ型DGK-KO MEF（マウス胎児線維芽細胞）およびイプシロン型DGK-KO MEFの両者ともに、野生型MEFを比較してグルコース取込が、1.2~1.3倍程度に増加することを明らかにした。今年度は、細胞のエネルギー状態を解析する目的で、細胞内の酸化還元状態を反映し、ミトコンドリアにおけるATP産生に直結するNAD+の測定系を立ち上げた。その結果、ゼータ型DGK-KO MEFでは、野生型細胞と比較し、NAD+量が約15％程度減少していることが明らかとなった。NAD+は栄養状態により変化するが、その増加は食事制限による寿命延長の効果を持つという報告があることから、NAD+の減少は細胞内エネルギー代謝の乱れを示唆するものと考えられる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、細胞レベルの実験として、ミトコンドリアの電子伝達系に密接に関わり、細胞のエネルギー代謝を調節するMAD+の定量を目的とした。まずは測定系を立ち上げるため、いくつかの定量キットを購入し、実験を進めた。プレートの細胞数や溶液中のタンパク濃度を検討し、適切な測定条件を決定した後、解析を行ったところ、ゼータ型DGK-KO MEFでは、野生型細胞と比較して、NAD+量が約15％程度減少していることを見出した。NAD+は、細胞内の様々な酵素反応に関わる重要な補酵素であるが、その一例としてNAD+依存性脱アセチル化酵素SIRTが挙げられる。従って、NAD+はタンパク質の脱アセチル化反応を介して、老化抑制や寿命延長など、様々な生理学的効果に関与することが明らかにされている。また，NAD+量は栄養状態により変化するが，カロリー制限におけるNAD+増加は，食事制限による寿命延長や健康増進の効果を仲介すると考えられているため、ゼータ型DGK-KO MEFにおけるNAD+量の減少は、細胞内の「節約スイッチ」が機能していない可能性を示唆するものである。以上のように、今年度は細胞レベルの実験により、NAD+測定系を立ち上げることができたので、おおむね順調に進展していると思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、ゼータ型DGK-KO細胞の解析を行ったが、順次、その他のDGK-KO細胞についても解析を進める予定である。また、様々な細胞の状態によりNAD+は容易にNADHに還元されるため、NAD+に加えて、NADHの測定系も確立したいと考えている。また、NADP+/NADPH系の測定実験にも着手する予定である。
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