| 研究課題/領域番号 |
15H05781
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
佐藤 隆一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (50187259)
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| 研究分担者 |
及川 彰 山形大学, 農学部, 准教授 (50442934)
柴田 貴広 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (80447838)
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| 研究期間 (年度) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| キーワード | 胆汁酸 / IBAT / NTCP / TGR5 / 摂食 |
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| 研究実績の概要 |
コレステロールの異化産物である胆汁酸は、胆のうに貯留された後に、摂食刺激により胆のうが収縮し、小腸上部へと分泌される。従って、摂食行動に対する生体側の短時間の応答システムと理解する事ができる。この摂食応答機構を明らかにする目的で、複数の生体分子に着目して研究を進めている。胆汁酸は小腸下部において特異的輸送体IBATにより、その95％程度が吸収され、再び肝臓へと戻る。この輸送体による吸収を抑制することは、コレステロール異化速度を上昇させ、コレステロール代謝改善へと繋がる。そこでヒトIBATをクローニングし、胆汁酸の輸送活性を測定する評価系を構築した。この評価系を用いて食品成分で吸収を抑制する化合物の探索が可能となった。門脈を介して肝臓へ胆汁酸が取り込まれる際には別の輸送体NTCPが関与する。血中胆汁酸濃度は結果的に胆汁酸受容体TGR5を介した生理作用の発揮に影響を与える事から、この輸送活性を測定する評価系を構築した。同様にして、食品成分で吸収を抑制する化合物の探索が可能となった。さらに、肝臓において胆汁酸を結合してシグナルを伝達する受容体TGR5についてその機能解析を進めた。肝臓におけるTGR5遺伝子発現の変動を追跡した所、絶食により発現が上昇する事を明らかにした。絶食刺激に対してTGR5遺伝子発現が亢進する機構について解析を進めた。さらに、胆汁酸受容体TGR5は骨格筋において重要な働きをしている事から、骨格筋にTGR5を発現させたトランスジェニックマウスを開発し、その表現型の解析を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
１）骨格筋における胆汁酸受容体TGR5の機能解析
骨格筋におけるTGR5機能を解析する目的で、ヒトTGR5を骨格筋に発現させるマウスを開発した。特徴的な表現型として骨格筋量がヒフク筋、大腿四頭筋で10-15％程度上昇した。赤筋であるヒラメ筋では、TGR5の発現が十分に認められず、筋量の上昇も無かった。同様の現象は、培養筋管細胞C2C12にTGR5を過剰発現させることにより、筋繊維が太くなる事などで再現できた。また、マウス筋肉中では、筋量を上昇させるのに寄与する事が想定される遺伝子が複数上昇しており、その作用経路が推測された。また、高脂肪食投与により肥満状態にさせ、経口グルコース負荷試験を行った所、TGR5マウスで顕著な血糖低下作用が確認された。以上の知見は、摂食後血中胆汁酸濃度が上昇し、それに伴い骨格筋でTGR5を介して筋量増加作用が発揮される経路を新たに見出したものであり、当初の計画以上の成果となった。現在、海外学術誌に投稿中である。
２）NTCP輸送活性評価系の構築と抑制活性食品成分探索
ヒトNTCPをクローニングし、培養細胞に遺伝子導入し、NTCPを介して抱合型胆汁酸が細胞内に取り込まれる量を定量できる評価系を完成させた。食品含有精製化合物約350種類について取り込み抑制活性を検定した。その結果複数の化合物に輸送抑制活性を見出した。現在は、マウスへの経口投与により、血中胆汁酸濃度の上昇を確認する実験を進めている。
３）IBAT 阻害活性化合物の機能解析
すでにカロテノイド類に輸送抑制活性を見出している。細胞レベルで見られた活性をマウスへの経口投与実験により検証実験を進めている。複数のカロテノイド類について解析を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）肝臓におけるTGR5機能の解析
絶食により遺伝子発現が上昇する分子機構を明らかにする。肝臓は通常、摂食時には細胞内cAMP濃度が減少する事が知られており、絶食時にTGR5発現が上昇し、摂食時に胆汁酸流入が上昇してTGR5を介して肝細胞内のcAMPが上昇する事の生理的意義が不明である。絶食時にも規定レベルのcAMP濃度を維持する事が重要で、そのことにTGR5が関与する可能性を想定している。マウス肝臓にTGR5を過剰発現させ、絶食-摂食応答の変化を追跡する事を予定している。また、TGR5ノックアウトマウスを入手しており、野生型マウスとの比較により、肝臓におけるTGR5の重要性について解析を行う。
２）胆汁酸輸送体の輸送活性阻害の生理的意義の解明
２種類の輸送体について阻害活性を有する食品成分の探索に成功している。これらを経口投与することによる、胆汁酸代謝変動がGLP-1分泌、熱産生経路に及ぼす影響についてさらに解析を進める。
３）骨格筋TGR5の摂食応答機能の解析
TGR5を骨格筋に過剰発現させたマウスを有効に用い、摂食後に上昇する血中胆汁酸濃度に呼応して骨格筋内で生じる代謝変動について、遺伝子レベルの解析を進める。
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