骨格筋アミノ酸代謝と筋量制御における転写調節因子FOXO1／PGC1αの役割

• 研究課題/領域番号: 25292076
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 亀井 康富 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (70300829)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2013年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 骨格筋 / 転写調節 / 運動 / 代謝 / アミノ酸代謝 / BCAA / アミノ酸 / 遺伝子発現

研究成果の概要

本研究では、転写制御因子FOXO1およびPGC1αを骨格筋アミノ酸代謝の主要制御因子と想定し、その分子機序を解明した。骨格筋においてFOXO1はグルタミン代謝を、PGC1αは分岐鎖アミノ酸（BCAA）代謝を制御することを見出した。本研究においては、運動が身体にどのように良い効果を与えるかという分子説明を可能とした点について学術的な価値がある。これは運動が、どのように生活習慣病を予防・改善するかという分子的な説明を与え得るものであり、今後の機能性食品の開発につながるものである。

研究成果

• [雑誌論文] FOXO1 delays skeletal muscle regeneration and suppresses myoblast proliferation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Hatazawa Y, Hirose Y, Ono Y, Kamei Y
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of 4EBP by oral leucine administration was suppressed in the skeletal muscle of PGC-1α knockout mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura R, Minami K, Matsuda J, Sawada N, Miura S, Kamei Y.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 80(2) 号: 2 ページ: 288-90
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1083397
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Down Regulation of Asparagine Synthetase and 3-Phosphoglycerate Dehydrogenase, and the Up-Regulation of Serine Dehydratase in Rat Liver from Intake of Excess Amount of Leucine Are Not Related to Leucine-Caused Amino Acid Imbalance (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, R., Takai, M., Namaki, H., Minami, K., Imamura, W., Kato, H., Kamei, Y., and Kanamoto, R.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 61 号: 6 ページ: 441-448
  • DOI: 10.3177/jnsv.61.441
  • NAID: 130005125480
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene expression profiling of white adipose tissue reveals paternal transmission of proneness to obesity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Morita S, Nakabayashi K, Kawai T, Hayashi K, Horii T, Kimura M, Kamei Y, Ogawa Y, Hata K, Hatada I
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 21693-21693
  • DOI: 10.1038/srep21693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Senoo N, Miyoshi N, Goto-Inoue N, Minami K, Yoshimura R, Morita A, Sawada N, Matsuda J, Ogawa Y, Setou M, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: J Lipid Res. 巻: 56 号: 12 ページ: 2286-96
  • DOI: 10.1194/jlr.m060533
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metabolomic Analysis of the Skeletal Muscle of Mice Overexpressing PGC-1α. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa Y, Senoo N, Tadaishi M, Ogawa Y, Ezaki O, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 号: 6 ページ: e0129084-e0129084
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129084
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATM regulates adipocyte differentiation and contributes to glucose homeostasis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi M., Uno M., Nishii R., Sugimoto M., Hasegawa S., Piao J., Ihara N., Kanai S., Kakei S., Tamura Y., Suganami T., Kamei Y., Shimizu T., Yasuda A., Ogawa Y., Mizutani S.
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 10 号: 6 ページ: 957-967
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.01.027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ligand-activated PPARα-dependent DNA demethylation regulates the fatty acid β-oxidation genes in the postnatal liver. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ehara T, Kamei Y, Yuan X, Takahashi M, Kanai S, Tamura E, Tsujimoto K, Tamiya T, Nakagawa Y, Shimano H, Takai-Igarashi T, Hatada I, Suganami T, Hashimoto K, Ogawa Y.
  • 雑誌名: Diabetes. 巻: 64(3) 号: 3 ページ: 775-84
  • DOI: 10.2337/db14-0158
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] FOXO1 activates glutamine synthetase gene in mouse skeletal muscles through a region downstream of 3'-UTR: possible contribution to ammonia detoxification. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kamei Y, Hattori M, Hatazawa Y, Kasahara T, Kanou M, Kanai S, Yuan X, Suganami T, Lamers WH, Kitamura T, Ogawa Y.
  • 雑誌名: Am J Physiol Endocrinol Metab 巻: 307
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated branched-chain amino acid metabolism in the skeletal muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatazawa, M. Tadaishi, Y. Nagaike, A. Morita, Y. Ogawa, O. Ezaki, T. Takai-Igarashi, Y. Kitaura, Y. Shimomura, Y. Kamei*, S. Miura*
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: e91006-e91006
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Endothelial PGC-1α mediates vascular dysfunction in diabetes (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Sawada, A. Jiang, F. Takizawa, A. Safdar, A. Manika, Y. Tesmenitsky, K.-T. Kang, J. Bischoff, H. Kalwa, J.L. Sartoretto, Y. Kamei, L.E. Benjamin, H. Watada, Y. Ogawa, Y. Higashikuni, C.W. Kessinger, F.A. Jaffer, T. Michel, M. Sata, K. Croce, R. Tanaka, Z Arany
  • 雑誌名: Cell Metab 巻: 19 号: 2 ページ: 246-58
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2013.12.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Downregulation of Pgc-1α expression by tea leaves and their by-products (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibuya E, Murakami M, Kondo M, Kamei Y, Tomonaga S, Matsui T, Funaba M
  • 雑誌名: Cell Biochem Funct 巻: 32 号: 3 ページ: 236-40
  • DOI: 10.1002/cbf.3006
  • NAID: 120005623240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of exercise- and training-induced fatty acid oxidation in skeletal muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Miura, M. Tadaishi, Y. Kamei, O. Ezaki.
  • 雑誌名: J. Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 印刷中
  • NAID: 130003397904
  • 査読あり
• [雑誌論文] FoxO1 Inhibits Skeletal Muscle Hypertrophy Through mTOR-independent Mechanisms. (2013)
  • 著者名/発表者名: R. A. Potter, A. D. DeLong, S. M. Smith, B. M. Erb, B. Renwand, Y. Kamei, Y. Ogawa, T. J. McLoughlin.
  • 雑誌名: Journal of Exercise Physiology 巻: 16 ページ: 32-50
  • 査読あり
• [学会発表] 骨格筋の代謝におけるアミノ酸の機能と分子機序 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 国際アミノ酸学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] 運動や栄養環境変化による遺伝子発現変化と生活習慣病予防 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第６回岐阜薬科大学機能性健康食品（蜂産品）研究講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋PGC1α欠損マウスへのBCAA摂取による脳内キヌレン酸量の減少 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、関根愛莉、吉村亮二、南貴美子、福渡努
  • 学会等名: アミノ酸学会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2015-10-23
• [学会発表] 生活習慣病に関する遺伝子発現制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第４回 奥伊勢Forum
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2015-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] Skeletal muscle metabolism during exercise and its interaction with obesity (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: Kyoto Conference of Young Lions in Obesity Research
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マウス骨格筋において転写共役因子PGC1αはBCAA代謝を促進する (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、畑澤幸乃、只石幹、小川佳宏、北浦靖之、下村吉治、三浦進司
  • 学会等名: 日本肥満学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-10-02
• [学会発表] 骨格筋のエネルギー代謝制御因子PGC1α (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部・関西支部合同大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] PGC1α-Tgマウスの骨格筋におけるメタボローム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、畑澤幸乃、妹尾奈波、小川佳宏、三浦進司
  • 学会等名: 日本肥満学会adiposcienceシンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-08-22
• [学会発表] 骨格筋代謝と肥満―マウスモデルを用いた検討― (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第２３回日本運動生理学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京都品川区
  • 年月日: 2015-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of gene expression in skeletal muscle function and amino acid metabolism (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasutomi Kamei, Shinji Miura, Yoshihiro Ogawa
  • 学会等名: 12TH Asian Congress of Nutrition
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-05-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 核内受容体・転写共役因子と骨格筋代謝 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第一回バイオ・フロンティア・プラットフォームシンポジウム
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2014-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] FOXO1は骨格筋のグルタミン代謝を活性化する (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、服部真季、畑澤幸乃、金井紗綾香、北村忠弘、小川佳宏
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会 第8回学術大会
  • 発表場所: 東京都世田谷区
  • 年月日: 2014-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋代謝の遺伝子発現制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第69回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎県長崎市
  • 年月日: 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] FOXO1 activates glutamine synthetase gene in mouse skeletal muscles (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasutomi Kamei, Maki Hattori, Yukino Hatazawa, Tomomi Kasahara, Tadahiro Kitamura, Yoshihiro Ogawa
  • 学会等名: Experimental Biology 2014
  • 発表場所: 米国カリフォルニア州
  • 年月日: 2014-04-28
• [学会発表] 骨格筋アミノ酸代謝における遺伝子発現制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井 康富
  • 学会等名: 2014年度日本農芸化学会大会（シンポジウム）
  • 発表場所: 神奈川県川崎市
  • 年月日: 2014-04-01
  • 招待講演
• [学会発表] 核内受容体コファクターによる骨格筋アミノ酸代謝制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畑澤幸乃、只石幹、長池祐太、守田昭仁、小川佳宏、江崎治、北浦靖之、下村吉治、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 日本農芸化学会大会
  • 発表場所: 神奈川
• [学会発表] 遺伝子改変動物を用いた筋サテライト細胞の分化能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、畑澤幸乃、吉村亮二、小川祥加、小野悠介、亀井康富
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第 483 回 講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] ロイシン摂取によるmTORC1経路活性化に及ぼすPGC-1αの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉村亮二、佐藤沙耶、南貴美子、只石幹、三浦進司、亀井康富
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第 482 回 講演会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] マウス骨格筋における転写共役因子PGC-1αによるBCAA代謝調節 (2013)
  • 著者名/発表者名: 畑澤幸乃、只石幹、長池祐太、守田昭仁、小川佳宏、江崎治、北浦靖之、下村吉治、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第52回 日本栄養・食糧学会 近畿支部大会
  • 発表場所: 滋賀
• [学会発表] 骨格筋機能と遺伝子発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [図書] 月刊糖尿病 骨格筋からみた糖尿病の病態と治療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富，小川佳宏
  • 出版者: 医学出版
• [図書] 化学と生物 骨格筋と脂肪組織にかかわる最近の話題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、亀井康富
  • 出版者: 日本農芸化学会
• [図書] 骨格筋とオートファジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村亮二、亀井康富
  • 出版者: 内分泌・糖尿病・代謝内科
• [図書] 化学と生物「骨格筋と脂肪組織にかかわる最近の話題」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、亀井康富
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 日本農芸化学会 会誌
• [図書] 月刊糖尿病 「骨格筋からみた糖尿病の病態と治療」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富，小川佳宏
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医学出版
• [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室
  • URL: http://nutrition.life.kpu.ac.jp/
• [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室
  • URL: http://nutrition.life.kpu.ac.jp/