| 研究課題/領域番号 |
16H05280
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| 研究機関 | 名古屋女子大学 |
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研究代表者 |
磯部 健一 名古屋女子大学, 家政学部, 教授 (20151441)
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| 研究分担者 |
長谷川 忠男 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10314014)
藤本 豊士 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (50115929)
稲城 玲子 東京大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (50232509)
大橋 憲太郎 岐阜大学, 工学部, 准教授 (50332953)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | GADD34 / 老化 / メタボリックシンドローム / インスリンシグナリング / 脂質二重膜 |
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| 研究実績の概要 |
肥満特に内臓脂肪の増加によるメタボリックシンドロームは世界的な問題となっている。私たちは、長年GADD34（Ppp1r15a）の研究をしているが、GADD34遺伝子欠損マウス（GADD34KO）が老化に伴って、肥満、２型糖尿病、脂肪肝から肝がんを発症することを見いだした。肥満の原因はGADD34KOがインスリンシグナルを亢進させていること、そのことで、脂肪細胞の分化増殖が進行することによる。本研究ではその分子基盤を明らかにするとともに、疾患の進行に関与すると予想される腸内細菌、糖化、活性酸素による蛋白変性とそれに伴うERストレスを検索し、高齢化に伴うこれらの疾患の予防、治療に貢献することを目標とする。初年度はGADD34のインスリンシグナル伝達系のどの段階に関与するかを生化学的に解析した。その結果、若いマウスで、GADD34はインスリン受容体そのもののリン酸化を抑えることが明らかになった。この場合、直接GADD34とインスリン受容体が結合するのではなく、脂質二重層の裏打ち構造である、カベオラに存在するCavin-1、カベオリンとの結合を介して、抑制している可能性が考えられ、HEP293 細胞への遺伝子移入と、インスリン刺激によって検索している。さらに、GADD34遺伝子欠損マウスの老化による肥満、２型糖尿病、脂肪肝から肝がんへの変化は雄マウスで観察してきたが、雌マウスにおいては、老化によって２型糖尿病、脂肪肝から肝がんが見られるも肥満が見られないことが判明した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
GADD34遺伝子欠損マウスの肝臓細胞、MEFでGADD34遺伝子欠損細胞がインスリン受容体のリン酸化を増強すること、HEK293 へのGADD34の遺伝子移入によるGADD34強制発現でインスリン受容体のリン酸化が抑えられることが明らかにできた。また、PTRF(Cav-1)が核のもならず、細胞膜にも発現することを免疫染色で明らかにできた。糖質摂取から脂肪酸合成にはインスリンシグナル伝達系が中心の役割をもつことがわかっている。マウスにインスリンを投与すると、GADD34遺伝子欠損マウスの肝臓細胞で脂肪酸合成の律速酵素ACCのリン酸化が抑制され、ACC活性が増強することが明らかになった。これまで、GADD34遺伝子欠損マウスの老化に伴う、肥満、２型糖尿病、脂肪肝から肝がんを発症は雄マウスを中心に研究してきた。雌マウスでは雄マウス同様に若年マウスではGADD34遺伝子欠損マウスはインスリンシグナルが亢進していることが明らかになったが、老化に伴う肥満がWTマウスとあまり変わらないにもかかわらず、インスリン抵抗性、脂肪肝、肝癌が見られるという雄マウスとは異なった結果がえられた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究はGADD34の老化に伴うメタボリックシンドロームへの影響を解析することによって、メタボリックシンドロームの病態解析をより分子レベルで明らかにすることを狙ったものである。今後、GADD34, PTRF(CAV-1)がどのようにしてインスリン受容体のリン酸化抑制に関与しているかを遺伝子移入実験、共焦点顕微鏡、共沈反応で明らかにしていく。さらに糖質摂取後の脂肪酸合成にGADD34が如何に関わるかをwestern blotting, 代謝産物解析で明らかにしていく。メタボリックシンドロームの細菌の関与が明らかにされつつあるが、この系での腸内細菌の動態を16sRNA解析で明らかにしていく系が進行している。本研究ではすでに老化に伴うマウスの個体レベルでの変化が雄マウスで明らかにしているが、雌マウスでは、肥満の程度が雄マウスとは異なる結果をえている。老化に伴うメタボリックシンドロームは人間でも明らかな性差があることからエストロゲンの影響が最も考えられる。分子レベルの研究の進展によってこの差が明らかになるものと思われる。GADD34遺伝子欠損マウスは糖尿病、脂肪肝を発症するが、糖尿病の合併症として、血管、腎臓病変の進展が見られるかは未だ明らかでない。まず、病理組織を検索することからこの研究も進めたい。
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