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疾患において変動する代謝物リガンドによる核内受容体PPARgの機能制御

公募研究

研究領域生命素子による転写環境とエネルギー代謝のクロストーク制御
研究課題/領域番号 24116524
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関近畿大学

研究代表者

白木 琢磨  近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (10311747)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードポルフィリア / ヘム代謝 / マクロファージ / 動脈硬化 / メタボローム / 共有結合 / 核内受容体 / 脂質代謝 / ヘム合成 / 生活習慣病 / 転写制御 / プロトポルフィリン症 / ケミカルバイオロジー
研究概要

疾患モデル動物のメタボローム解析により、疾患において変動する核内受容体リガンドを探索した。その結果、ポルフィリアモデルにおいてヘム合成の中間代謝物が核内受容体PPARgリガンドとして作用することを見つけた。最終産物のヘムは作用しないことから、鉄の量が律速となっており、中間代謝物が蓄積することでPPARgの活性が変動している可能性が示唆された。実際に、優性で遺伝する家族性のポルフィリア患者で見つかったALAS遺伝子の変異を導入したALAS遺伝子を細胞に発現するとヘムではなく中間代謝物が蓄積することを確認した。蓄積した中間代謝物は細胞外へと分泌された後、アルブミンと結合することでマクロファージへと貪食されることを見いだした。従って、ポルフィリアモデル細胞と共培養したマクロファージに発現するPPARg蛋白質はこの中間代謝物によって抑制性の活性制御を受けることがわかった。
この中間代謝物に類似する様々な化合物のPPARgへの作用の有無を検討した結果、この中間代謝物のビニル基がPPARgへの作用に必須である事が明らかとなった。PPARgへの作用機構を解析し、この中間代謝物のビニル基がPPARgのシステインに共有結合していることを見いだした。生活習慣病の中でも特に動脈硬化のリスクファクターとして、ポルフィリアは古くより知られている。今回、ポルフィリアにおいて蓄積するヘム合成中間代謝物がPPARgに共有結合することで活性を抑制することが、生活習慣病の発症もしくは増悪を引き起こしている可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書

研究成果

(16件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 学会発表 図書

  • [雑誌論文] Hemopexin-dependent heme uptake via endocytosis regulates the Bach1 transcription repressor and heme oxygenase gene activation2014

    • 著者名/発表者名
      Hada, H., Shiraki, T., Watanabe-Matsui, M., and Igarashi, K.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Acta.

      巻: in press ページ: 2351-2360

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2014.02.029

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transactivation by Hesperetin Glucuronides is Distinct from That by a Thiazolidine-2,4-dione Agent.2014

    • 著者名/発表者名
      Gamo, K., Shiraki, T., Matsuura, N., and Miyachi, H.
    • 雑誌名

      CHEM.PHARM.BULL.

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 梅果汁成分による抗疲労効果(第2報)2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤夏海、他 13人中8番目
    • 雑誌名

      果汁協会報

      巻: 656 ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Transcription-independent role of Bach1 in mitosis through a nuclear exporter Crm1-dependent mechanism.2012

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Shiraki, T., Igarashi, K.
    • 雑誌名

      FEBS Lett.

      巻: 586 ページ: 448-454

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2008.12.017

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bach1 as a regulator of mitosis, beyond its transcriptional function.2012

    • 著者名/発表者名
      Li, J., Shiraki, T., Igarashi, K.
    • 雑誌名

      Communicative Integrative Biology

      巻: 5 ページ: 1-3

    • DOI

      10.4161/cib.21149

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Metabolite-mediated regulation of PPARα in health and disease2013

    • 著者名/発表者名
      Masaya Ohishi, Yuji Shimomura, Ryo Tsukahara, Naoya Arahi and Takuma Shiraki
    • 学会等名
      国際シンポジウム(第5回班会議)
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Yuji Shimomura, Masaya Ohishi, Ryo Tsukahara and Takuma Shiraki2013

    • 著者名/発表者名
      Structural propagation of SRC1-PPARγ complex by ligands; beyond the helix12 dogma
    • 学会等名
      国際シンポジウム(第5回班会議)
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Multiple metabolic pathways regulate PPARγ in multiple ways2013

    • 著者名/発表者名
      Takuma Shiraki, Kosuke Morikawa, and Kazuhiko Igarashi
    • 学会等名
      CSHL meeting 2013 “Metabolic signaling & Disease: From cell to organism”
    • 発表場所
      コールドスプリングハーバー研究所
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structural basis for the activation of the nuclear receptor, PPARgamma, by fatty acid- and serotonin metabolites2012

    • 著者名/発表者名
      Waku T, Shiraki T, Oyama T, Shionyu C and Morikawa K
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組換えヘモペキシンを用いた細胞外ヘムによる遺伝子制御機構の解明2012

    • 著者名/発表者名
      羽田浩士、白木琢磨、松井美紀、 五十嵐和彦
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] SRC1によるPPARgのアゴニスト依存的な構造変化の認識2012

    • 著者名/発表者名
      橋本愛美、野坂佳加、白木琢磨、 楯真一
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] One receptor senses two ligands; the nuclear receptor PPARγ monitors multiple cellular metabolism2012

    • 著者名/発表者名
      Shiraki T., Morikawa K., and Igarashi K.
    • 学会等名
      Metabolism, Diet and Disease
    • 発表場所
      Washington DC(米国)
    • 年月日
      2012-05-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 生化学 総説「生体内代謝をモニターする転写システム:核内受容体PPARγを介した代謝ネットワーク間のクロストーク」2013

    • 著者名/発表者名
      白木琢磨、和久剛、森川耿右
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 生化学 企画特集「タンパク質構造機能相関再考」2013

    • 著者名/発表者名
      白木琢磨、木下賢吾 企画編集
    • 総ページ数
      70
    • 出版者
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 化学と生物「薬が作用するということ」2013

    • 著者名/発表者名
      白木琢磨
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      国際文献社
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 化学と生物 3月号 pp193-195「薬が作用するということ」2013

    • 著者名/発表者名
      白木琢磨
    • 総ページ数
      198
    • 出版者
      株式会社 国際文献社
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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