脂肪細胞のTCA回路を介したエピゲノム制御

• 研究課題/領域番号: 26830136
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松村 欣宏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (20375257)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 代謝ネットワーク / エピゲノム / 生活習慣病 / ヒストンメチル化 / 脂肪細胞分化 / TCA回路 / TCAサイクル

研究成果の概要

脂肪細胞の分化過程でクエン酸回路のα-ケトグルタル酸を合成する酵素であるIDH3の発現が上昇し、細胞内のα-ケトグルタル酸が増加することが明らかとなった。α-ケトグルタル酸の上昇は、ヒストン脱メチル化酵素であるKDM4Aを活性化し、解糖系遺伝子上のヒストン脱メチル化を促進することを見出した。これにより、解糖系遺伝子の発現が上昇し、糖代謝が亢進し、脂肪が蓄えられることが示唆された。これらの結果は脂肪細胞の分化過程において、代謝がエピゲノムを制御することを示唆する。

研究成果

• [国際共同研究] Sanford-Burnham Med. Res. Insti.(米国)
• [雑誌論文] JMJD1A is a signal-sensing scaffold that regulates acute chromatin dynamics via SWI/SNF association for thermogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Rozqie R, Matsumura Y, Kawamura T, Nakaki R, Tsurutani Y, Tanimura-Inagaki K, Shiono A, Magoori K, Nakamura K, Ogi S, Kajimura S, Kimura H, Tanaka T, Fukami K, Osborne TF, Kodama T, Aburatani H, Inagaki T, Sakai J.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 6 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/ncomms8052
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] H3K4/H3K9me3 Bivalent Chromatin Domains Targeted by Lineage-Specific DNA Methylation Pauses Adipocyte Differentiation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, Y., Nakaki, R., Inagaki, T., Yoshida, A., Kano, Y., Kimura, H., Tanaka, T., Tsutsumi, S., Nakao, M., Doi, T., Fukami, K., Osborne, TF., Kodama, T., Aburatani, H., Sakai, J.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 60 号: 4 ページ: 584-596
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2015.10.025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The FBXL10/KDM2B Scaffolding Protein Associates with Novel Polycomb Repressive Complex-1 to Regulate Adipogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Inagaki T, Iwasaki S, Matsumura Y, Kawamura T, Tanaka T, Abe Y, Yamasaki A, Tsurutani Y, Yoshida A, Chikaoka Y, Nakamura K, Magoori K, Nakaki R, Osborne TF, Fukami K, Aburatani H, Kodama T, Sakai J
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 290 号: 7 ページ: 4163-77
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.626929
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] JMJD1A is a signal-sensing scaffold that regulates acute chromatin dynamics via SWI/SNF association for thermogenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Rozqie R, Matsumura Y, Kawamura T, Nakaki R, Tsurutani Y, Tanimura-Inagaki K, Shiono A, Magoori K, Nakamura K, Ogi S, Kajimura S, Kimura H, Tanaka T, Fukami K, Osborne TF, Kodama T, Aburatani H, Inagaki T, Sakai J
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: in press
  • 査読あり
• [学会発表] H3K4/H3K9me3 Bivalent Chromatin Domains Targeted by Lineage-Specific DNA Methylation Pauses Adipogenesis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Matsumura, Ryo Nakaki, Takeshi Inagaki, Ayano Yoshida, Yuka Kano, Hiroshi Kimura, Toshiya Tanaka1, Shuichi Tsutsumi, Mitsuyoshi Nakao, Takefumi Doi, Kiyoko Fukami, Timothy F. Osborne, Tatsuhiko Kodama, Hiroyuki Aburatani, Juro Sakai
  • 学会等名: Keystone Symposia Chromatin and Epigenetics
  • 発表場所: Whistler, British Columbia, Canada
  • 年月日: 2016-03-20
  • 国際学会
• [学会発表] 熱産生関連遺伝子の転写制御におけるエンハンサーの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小山一貴、阿部陽平、松村欣宏、稲垣毅、酒井寿郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] ヒストンメチル化酵素SETDB1のユビキチン化修飾 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鹿野優佳、松村欣宏、吉田文乃、柳茂、稲垣毅、酒井寿郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Metabolic Regulation of Histone Demethylation and Glycolysis Gene Expression by Isocitrate Dehydrogenase 3 during Adipogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Eko F. Ariyanto、松村欣宏、曽我朋義、稲垣毅、酒井寿郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] SETDY Regulates C/EBP alpha Transcription during Adipogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: 馬郡健太、山崎あゆむ、大木翔太郎、松村欣宏、稲垣毅、酒井 寿郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 細胞系譜特異的DNAメチル化により形成されるH3K4/H3K9me3クロマチンドメインは脂肪細胞分化を停止させる (2015)
  • 著者名/発表者名: 松村欣宏、吉田文乃、仲木竜、鹿野優佳、稲垣毅、油谷浩幸、酒井寿郎
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Lineage-specific gene-body DNA Methylation and non-canonical H3K4/H3K9me3 bivalent domains maintain adipocyte lineage (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Matsumura, Ayano Yoshida, Ryo Nakaki, Ken-ichi Wakabayashi, Takeshi Inagaki, Kiyoko Fukami, Hiroyuki Aburatani, Juro Sakai
  • 学会等名: The 40th Naito Conference Epigenetics
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] Lineage-specific Gene Body DNA Methylation Recruits SETDB1 to Form Non-Canonical Bivalent Chromatin Domains That Inhibit Cebpa and Pparg expression and adipogenesis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Matsumura, Ayano Yoshida, Ryo Nakaki, Ken-ichi Wakabayashi, Takeshi Inagaki, Kiyoko Fukami, Hiroyuki Aburatani, Juro Sakai
  • 学会等名: Deuel Conference on Lipids
  • 発表場所: Monterey, CA, USA
  • 年月日: 2015-03-03 – 2015-03-06
• [学会発表] Role of Isocitrate Dehydrogenase 3 in Regulation of Epigenome and Transcription during Adipogenesis (2014)
  • 著者名/発表者名: Eko F Ariyanoto, Yoshihiro Matsumura Tomoyoshi Soga, Takeshi Inagaki, Juro Sakai
  • 学会等名: The 37th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] SETDB1は新規のクロマチンドメインを形成することでCepbaの転写と脂肪細胞分化を制御する (2014)
  • 著者名/発表者名: 松村欣宏、吉田文乃、仲木竜、鹿野優佳、若林賢一、稲垣毅、深見希代子、油谷浩幸、酒井寿郎
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] ヒストンメチル化酵素SETDB1のユビキチン化修飾 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鹿野優佳、松村欣宏、吉田文乃、柳茂、稲垣毅、酒井寿郎
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] SETDB1 regulates metabolic switch of preadipocytes to adipocytes through repression of Cebpα (2014)
  • 著者名/発表者名: 松村欣宏
  • 学会等名: 第11回インスリン抵抗性とメタボリックシンドローム研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-07-05 – 2014-07-06
• [備考] 寒冷刺激時の体温維持には熱産生遺伝子の高次構造変化が必須
  • URL: http://www.lsbm.org/news/2015/0512.html
• [備考] 脂肪細胞の分化を調節する新規のクロマチン構造の解明
  • URL: http://www.lsbm.org/news/2015/1225.html
• [備考] FBXL10/KDM2Bタンパクは脂肪細胞分化を制御する
  • URL: http://www.lsbm.org/news/2014/1226.html