多彩な生理機能を制御する新規シグナルグリセロ脂質・リゾグリセロ脂質代謝経路群

• 研究領域: 生命応答を制御する脂質マシナリー
• 研究課題/領域番号: 25116704
• 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: 千葉大学
• 研究代表者: 坂根 郁夫 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10183815)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円); 2014年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2013年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: ジアシルグリセロールキナーゼ / ホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC / モノアシルグリセロールキナーゼ / 歯状回 / 双極性障害 / 糖尿病 / ミリスチン酸 / リゾホスファチジン酸 / セカンドメッセンジャー / ホスファチジン酸 / ジアシルグリセロール / ホスホリパーゼ

研究実績の概要

研究実施計画の項目の内，興味ある結果が得られた主な項目について報告する．
Ⅰ. 「ホスファチジルイノシトール代謝回転とは独立した新規ジアシルグリセロール（DG）代謝経路群」の探索・同定：DGKδは主に飽和脂肪酸のみを含有するDG分子種(30:0, 32:0, 34:0(2本の脂肪酸の和))に選択性を示した．DGKδがホスファチジルコリン特異的ホスホリパーゼC（PC-PLC）と相互作用することが判明し，DGKδが利用するDGは新規のPC-PLC経路によって供給されることが強く示唆された．以上の結果は，DGKδはPI由来のアラキドン酸(20:4)を含むDGではなく他の経路由来のDG分子種を基質にすること，即ち，これまで誰も想定していなかったPI代謝回転とは独立した「新規シグナルグリセロ脂質代謝系」の存在の可能性を示している．
DGKの幾つかのアイソザイムが1-モノアシルグリセロールキナーゼ（MGK）活性，又は，2-MGK活性を持っていることが明らかになった．従って，は脂質メディエーターであるリゾホスファチジン酸の供給酵素としての可能性が示唆された．
Ⅱ．本新規経路群の生理機能や病態形成における役割：1．DGKα特異的阻害剤のがん細胞の死滅やT細胞の活性化に対する顕著な効果を明らかにした．2．2型糖尿病と連関するDGKδの発現量をオレイン酸（18:1）が減少させ(半減)，逆に，ミリスチン酸（14:0）が増加させる(倍増)ことを見出した．3．病態との関連を探る第一歩としてDGKδとηの脳での発現を明らかにした．DGKδは大脳皮質では外顆粒層から多形細胞層に広く分布し，また，海馬と歯状回にも強い発現がみられた．DGKηは歯状回での発現がCA領域に比べ非常に強く，CA3領域ではほとんど検出されなかった．4. DGKη-KOマウスは双極性障害の躁状態に類似する表現型を示した．

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Expression and localization of type II diacylglycerol kinase isozymes δ and η in developing mouse brain (2015)
  • 著者名/発表者名: Usuki, T., Sakai, H., Shionoya, T., Sato, N. and Sakane, F.
  • 雑誌名: J. Histochem. Cytochem. 巻: 63 号: 1 ページ: 57-68
  • DOI: 10.1369/0022155414559130
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distinct expression and localization of type II diacylglycerol kinase isozymes δ, η and κ in mouse reproductive organs (2015)
  • 著者名/発表者名: Shionoya, T., Usuki, T., Komenoi, S., Isozaki, T., Sakai, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: BMC Dev. Biol. 巻: 15 号: 1
  • DOI: 10.1186/s12861-015-0055-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinases η1 is a high affinity isozyme for diacylglycerol (2015)
  • 著者名/発表者名: Komenoi, S., Takemura, F., Sakai, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 巻: in press 号: 11 ページ: 1272-1277
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.03.032
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Both the C1 domain and a basic amino acid cluster at C-terminus are important for neurite and branch induction ability of DGK. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Kano, Takeshi Kouzuki, Satoru Mizuno, Shuji Ueda, Minoru Yamanoue, Fumio Sakane, Naoaki Saito and Yasuhito Shirai
  • 雑誌名: iochem. Biophys. Res. Commun 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 89-94
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.03.113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] EF-hand motifs of diacylglycerol kinase α interact intra-molecularly with its C1 domains (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Sakai, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: FEBS Open Bio 巻: 4 号: 1 ページ: 387-392
  • DOI: 10.1016/j.fob.2014.04.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of diacylglycerol kinase δ expression in C2C12 skeletal muscle cells by free fatty acids (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakiyama, S., Usuki, T., Sakai, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: Lipids 巻: 49 号: 7 ページ: 633-640
  • DOI: 10.1007/s11745-014-3912-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase δ phosphorylates phosphatidylcholine-specific phospholipase C-dependent, palmitic acid-containing diacylglycerol species in response to high glucose levels (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai, H., Kado, S., Taketomi, A. and Sakane, F.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 号: 38 ページ: 26607-26617
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.590950
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase γ is a novel anionic phospholipid binding protein with a selective binding preference (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita, E., Kume, I., Maeda, Y., Sakai, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 444 号: 4 ページ: 617-621
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.116
  • 査読あり
• [雑誌論文] ジアシルグリセロールキナーゼ ―DGKアイソザイムのさまざまな生理機能と病態との関連― (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 248 ページ: 1059-1063
• [雑誌論文] Distinct expression and localization of diacylglycerol kinase isozymes in rat retina (2013)
  • 著者名/発表者名: Hozumi, Y.
  • 雑誌名: J. Histochem. Cytochem. 巻: 未定 号: 6 ページ: 462-476
  • DOI: 10.1369/0022155413483574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluations of the selectivities of the diacylglycerol kinase inhibitors R59022 and R59949 among diacylglycerol kinase isozymes using a new non-radioactive assay method (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Liu, K., Sasaki, S., Kunii, N., Sakai, H., Mizuno, H., Saga, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: Pharmacology 巻: 92 号: 1-2 ページ: 99-107
  • DOI: 10.1159/000351849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depression of type I diacylglycerol kinases in pancreatic β-cells from male mice results in impaired insulin secretion (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneko KY, Kobayashi Y, Motoki K, Nakata K, Miyagawa S, Yamamoto M, Hayashi D, Shirai Y, Sakane F, Ishikawa T
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 154 号: 11 ページ: 4089-4098
  • DOI: 10.1210/en.2013-1356
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最近明らかになってきたジアシルグリセロールキナーゼアイソザイムの制御する生理機能・病態形成と基質の多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 雑誌名: 日本応用酵素協会誌 巻: 48 ページ: 11-18
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼηはジアシルグリセロール高親和性のアイソザイムである (2015)
  • 著者名/発表者名: 米野井優，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第57回日本脂質生化学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
• [学会発表] 神経分化時に産生されるホスファチジン酸分子種とその産生酵素の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野 悟，坂根郁夫
  • 学会等名: 第57回日本脂質生化学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-29
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼαの選択的活性阻害化合物の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 劉可，国井奈央子，佐藤麻由，白井康仁，坂根郁夫
  • 学会等名: 第57回日本脂質生化学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-29
• [学会発表] Diacylglycerol kinase α as an ideal therapeutic target for refractory cancer (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F.
  • 学会等名: 88th annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 糖尿病性腎症改善薬開発のための新規ジアシルグリセロールキナーゼα活性化剤のスクリーニング (2015)
  • 著者名/発表者名: 林大輝，劉可，上田修司，山之上稔，坂根郁夫，白井康仁
  • 学会等名: 第88回日本薬理学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Diacylglycerol kinase δ phosphorylates phosphatidylcholine-specific phospholipase C-dependent, palmitic acid-containing diacylglycerol species in response to high glucose levels (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakai, H. and Sakane, F.
  • 学会等名: 6th International Conference on PLA2 and Lipid Mediators (PLM2015)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-02-10 – 2015-02-12
• [学会発表] Expression and Localization of Type II Diacylglycerol Kinase Isozymes δ and η in the Developing Mouse Brain (2015)
  • 著者名/発表者名: Usuki, T. and Sakane, F.
  • 学会等名: 6th International Conference on PLA2 and Lipid Mediators (PLM2015)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-02-10 – 2015-02-12
• [学会発表] Diacylglycerol kinases η1 is a high affinity isozyme for diacylglycerol (2015)
  • 著者名/発表者名: Komenoi, S. and Sakane, F.
  • 学会等名: 6th International Conference on PLA2 and Lipid Mediators (PLM2015)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2015-02-10 – 2015-02-12
• [学会発表] 雌雄生殖器における II型ジアシルグリセロールキナーゼアイソザイム, δ, η, κの発現部位の同定と組織内発現分布の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 塩谷貴生，臼木貴子，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] II型ジアシルグリセロールキナーゼのプレクストリン相同ドメインとリン脂質の相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久米愛子，竹下依那，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 発達中マウスの脳におけるII型diacylglycerol kinaseアイソザイムδ及びηの発現と局在 (2014)
  • 著者名/発表者名: 臼木貴子，堺弘道，塩谷貴生，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼδはホスファチジルコリンに由来するパルミチン酸含有ジアシルグリセロール分子種を選択的にリン酸化する (2014)
  • 著者名/発表者名: 堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] Cold shock-trigger factor系を用いたジアシルグリセロールキナーゼα, δ, ηの発現・精製と活性測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹村文花，米野井優，佐藤優里子，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 脂質代謝酵素ジアシルグリセロールキナーゼδ、ηの酵素学的性質解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 米野井優，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 神経分化誘導時に産生されるホスファチジン酸およびリゾホスファチジン酸分子種の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼδのモノアシルグリセロールキナーゼ活性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤優理子，堺弘道，水野悟，坂根郁夫
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] グルコース刺激時におけるジアシルグリセロールキナーゼδのパルミチン酸含有ジアシルグリセロール分子種の選択的代謝 (2014)
  • 著者名/発表者名: 堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 日本脂質生化学会
  • 発表場所: 東大阪
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-07
• [学会発表] Diacylglycerol kinase δ utilizes palmitic acid-containing diacylglycerol in response to high glucose stimulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F.
  • 学会等名: 3rd Chiba-Uppsala Academia Joint Workshop: Inflammation, Metabolic Diseases and Cancer (Molecular mechanism in cancer and lifestyle related disease)
  • 発表場所: Chiba
  • 招待講演
• [学会発表] LC/ESI-MSを用いたホスファチジン酸分子種の新規分析法の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，荷堂清香，桝飛雄真，堺弘道，斎藤雅文，坂根郁夫
  • 学会等名: 創立60周年記念大会シンポジウム 第80回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会 第92回計測自動制御学会力学量計測部会 第30回合同シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜
• [学会発表] Both C1 domain and a basic amino acid cluster at C-terminus are important for branching and neurite induction of DGKβ (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirai, Y., Kano, T., Kouzuki, T., Ueda, S., Yamanoue, M., Sakane, F. and Saito, N.
  • 学会等名: Neuro 2013/The 11th World Federation of Societies of Biological Psychiatry
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] LC/ESI-MSを用いたホスファチジン酸分子種の定量的分析法の確立とジアシルグリセロールキナーゼαの基質選択性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第55回日本脂質生化学会
  • 発表場所: 松島
• [学会発表] Cell stimulation-dependent phosphorylation/consumption of various diacylglycerol species by diacylglycerol kinase isozymes (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F., and Sakai, H.
  • 学会等名: The 86th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society “Frontier of diacylglycerol signaling and its related diseases”
  • 発表場所: Yokohama
  • 招待講演
• [学会発表] 脳におけるジアシルグリセロールキナーゼδの発現部位の解明及び脳特異的な本酵素ノックアウトマウスの表現型解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 臼木貴子，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼη-ノックアウトマウスの表現型の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑丈志，臼木貴子，米野井優，松友大介，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Overlay法によるジアシルグリセロールキナーゼδのプレクストリン相同ドメインとリン脂質の相互作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久米愛子，竹下依那，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] グルコース刺激時にジアシルグリセロールキナーゼδが代謝するジアシルグリセロール分子種 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼδの脂肪酸による発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 崎山静花，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼαのCa2+に応答した分子内相互作用解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本達也，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] インターロイキン-2に応答したジアシルグリセロールキナーゼαの基質選択性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼβの細胞内局在性と細胞形態への影響の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田由貴，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 脂質代謝酵素ジアシルグリセロールキナーゼδ，ηの大腸菌を利用した大量発現・精製・性質解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米野井優，斎藤雅文，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼαの活性阻害化合物の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 国井奈央子, 劉可, 白井康仁, 坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Biochemical properties and regulation of the diabetes- and epilepsy-related diacylglycerol kinase isozyme, DGKδ. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F.
  • 学会等名: 6th International Symposium on Diacylglycerol Kinase
  • 発表場所: Atami
  • 招待講演
• [図書] 疾患モデルの作成と利用―脂質代謝異常と関連疾患 下巻 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 総ページ数: 413
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [図書] 第６節 ジアシルグリセロールキナーゼ，尾池雄一，佐々木雄彦編，疾患モデルの作成と利用―脂質代謝異常と関連疾患 第６章 細胞内脂質シグナル関連因子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [備考] 千葉大学大学院理学研究科基盤理学専攻化学コース生体機能化学研究室
  • URL: http://biofunction.chem.chiba-u.jp/bfc/Top_Page.html
• [備考] 生体機能化学研究室
  • URL: http://pchem2.s.chiba-u.ac.jp/chem/lab/sakanelab/bfc/Top_Page.html