トランスジェニックマウスによるUCP3の糖尿病・肥満における病態生理的意義の解明

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12671110
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 細田 公則 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 助手 (40271598)
• 研究分担者: 林 達也 京都大学, 大学院・医学研究科, 助手 (00314211) ; 井上 元 京都大学, 大学院・医学研究科, 助手 (20260606) ; 吉政 康直 京都大学, 大学院・医学研究科, 講師 (00252437) ; 小川 佳宏 京都大学, 大学院・医学研究科, 助手 (70291424)
• キーワード: 脱共役蛋白質3 / 糖尿病 / 肥満 / エネルギー消費 / 骨格筋

研究概要

エネルギー代謝調節系は糖尿病・肥満の病態生理で重要な役割を果たし、その不均衡は糖尿病や肥満をもたらす。エネルギー代謝調節は摂食調節とエネルギー消費調節から成るが、摂食調節の分子機構に関してはレプチンが同定され、著明な進歩が認められるが、一方、エネルギー消費調節の分子機構に関する研究は遅れていた。骨格筋は全身エネルギー消費の約4割を占めるが、我々は骨格筋のエネルギー消費調節に関与する可能性のある分子として脱共役蛋白質3(UCP3)を同定し、骨格筋で高濃度であることを報告してきた。我々はUCP3の遺伝子発現調節におけるPPARδの関与などを明らかにしてきたが、UCP3の作用については明らかではなかった。今回、我々は骨格筋特異的にUCP3を約18倍に過剰発現するトランスジェニックマウス(Tgマウス)を作製した。通常食の条件では、Tgマウスの体重は対照マウスに比べて低下傾向にあったが、有意差を示さなかった。高脂肪食の負荷を行ったところ、Tgマウスの体重は対照マウスに比べて、有意に低かった。さらに、エネルギー消費を測定したところ、Tgマウスで、対照マウスに比べて有意に高くなっていた。本研究の結果より、高脂肪食下におけるUCP3によるエネルギー消費亢進と体重低下が明らかになった。最近、グラキソのグループにより、約66倍の非生理的な程度の骨格筋UCP3の過剰発現Tgマウスで、通常食、及び肥満誘導食のpalatable dietの双方で、エネルギー消費の増大と体重減少が報告されているが、我々の本研究により、生理的な程度のUCP3の過剰発現でも、肥満の条件では、UCP3が体重増加抑制作用を示すことが明らかになり、UCP3の糖尿病・肥満における治療的意義が示された。

研究成果

• [文献書誌] M.Aizawa-Abe, et al.: "Pathophysiological role of leptin in obesity-related hypertension."J.Clin.Invest.. 105. 1243-1252 (2000)
• [文献書誌] Y.Yamamoto, et al.: "Constitutive active mitogen-acttivated protein kinase increases GLUT1 expression and recruits both GLUT1 and GLUT4 surface in 3T3-L1 adipocytes."Diabetes. 49. 332-339 (2000)
• [文献書誌] K.Takaya, et al.: "Ghrelin Strongly Stimulates Growth Hormone (GH) Release in Humans."J Clin.Endocrinol.Metab.. 85. 4908-4911 (2000)
• [文献書誌] Y.Fukunaga, et al.: "Altered gene expression of uncoupling protein-2 and -3 in stroke-prone spontaneously hypertensive rats."J.Hypertension. 18(9). 1233-1238 (2000)
• [文献書誌] K.Mori, et al.: "Kidney produces a novel acylated peptide, ghrelin."FEBS Lett.. 15;486(3). 213-216 (2000)
• [文献書誌] Shintani, et al.: "Ghrelin, an endogenous growth hormone secretagogue, is a novel orexigenic peptide that antagonizes leptin action through the activation of hypothalamic neuropeptide Y/Y1 receptor pathway."Diabetes. 50. 227-232 (2001)