転写因子PREBトランスジェニックマウス解析結果を用いた生活習慣病改善戦略

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K09786
• 研究機関: 香川大学
• 研究代表者: 井町 仁美 香川大学, 医学部, 准教授 (80380187)
• 研究分担者: 村尾 孝児 香川大学, 医学部, 教授 (20291982)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 脂肪肝 / PREB / ABCA1

研究実績の概要

転写因子prolactin regulatory element binding (PREB)は、全身の組織に発現されており、その機能は不明のままであった。我々の研究室では各組織におけるPREBの機能解析を行い、現在までに膵β細胞や脂肪組織、血管内皮細胞や血管平滑筋細胞において生活習慣病に関連する転写因子であることを報告してきた。また脂肪負荷による脂肪肝モデルマウスにおいても転写因子PREBの過剰発現を確認してきた。さらにPREB過剰発現トランスジェニックマウス（PREB-Tgマウス；組み替えDNA承認番号：10219）を作成し、PREB-Tgマウスではコントロールマウスに比較して、脂肪負荷による肝細胞への脂肪蓄積は著明に抑制されていた。このメカニズムを解明するために本年度は、近年脂肪肝改善効果が多く報告されている糖尿病治療薬の一つであるGLP-1アナログ(exendin-4)をとPREBの関連性について検討した。Exendin-4はCa依存性細胞内伝達系路の一つであるCaMKK/CaMKIVを介して細胞内からコレステロール流出に関わる分子であるATP-binding cassette transporter A1(ABCA1)の発現を増加させた。さらにABCA1発現増加に伴い細胞内のコレステロール含有量を減らし、細胞内の脂肪蓄積を減少させていることを認めた。転写因子PREBの発現はABCA1プロモターに直接結合し、このexendin-4によるABCA1発現増加にはPREBが直接関与することを証明した。PREB-Tgマウスでは肝細胞におけるABCA1の発現が減少し、細胞内のコレステロール含有量を減らし、脂肪肝の発症が抑制されていた。通常のマウスに高脂肪食負荷した上でexendin-4することにより、PREBとABCA1の発現が増加、細胞内コレステロールが減少し、脂肪肝発症が抑制していた。つまり肝細胞における脂肪蓄積の機序にCaMKK/CaMKIVと転写因子PREBを介したABCA1の発現増強が重要であることを解明した。

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

当初の研究どおりに進行している。また本年度の研究結果をまとめて論文として報告することができた。また研究成果を考察するにあたり様々な意見を得るため、国際学会での発表を行った。発表時の意見を参考に研究を進め、論文を作成中である。
Thyroid stimulating hormone stimulates the expression of glucose transporter 2 via its receptor in pancreatic β cell line, INS-1 cells. Lyu J, Imachi H, Yoshimoto T, Fukunaga K, Sato S, Ibata T, Kobayashi T, Dong T, Yonezaki K, Yamaji N, Kikuchi F, Iwama H, Ishikawa R, Haba R, Sugiyama Y, Zhang H,Murao K. Sci Rep. 2018 Jan 31;8(1):1986. doi: 10.1038/s41598-018-20449-3.
Exendin-4 suppresses cholesterol accumulation via elevation of ATP-binding cassette transporter A1 in the liver. Lyu J,Imachi H, Fukunaga K, Zhang H, Dong T, Sato S, Ibata T, Yamaji N, Yonezaki K, Kikuchi F, Yoshimoto T, Murao K. American Diabetes Association 77th Scientific Session San Diego Jun6-13,2017 ポスター

今後の研究の推進方策

平成28度のアデポサイトカインの解析、および平成29年度の脂肪肝抑制に関するPREB解析を受けて、脂肪肝抑制のメカニズムとして肝細胞における脂質関連遺伝子の解析を行う。
高脂肪を負荷したマウスにおけるPREBの発現について蛋白レベル、mRNAレベル、Western blot、Real-time PCRおよび免疫染色にて検討する。脂肪蓄積レベルとPREBの発現量の関係について経時的に解析し、網羅的な解析としてDNAチップおよびmetabolic DNA チップを導入し、PREB-Tgマウス、NASHモデル、コントロールモデルで比較検討し、候補遺伝子を抽出する。得られた結果から、検出された遺伝子及びその分子の脂肪肝形成及び脂肪肝炎形成の役割について機能解析を行う。
またPREB-Tgマウスにおける、膵島、白色脂肪組織および褐色脂肪組織における脂質量および組成の変化、遺伝子発現の変化、それに伴う代謝の変化の解析を行う。ひいては膵島における脂肪毒性及び、PREB-Tgマウスにおける膵β細胞増殖の機序について解析する。

次年度使用額が生じた理由

平成28年度年度から平成29年度にかけてDNAチップおよびmetabolic DNA チップなどによる網羅的な解析を追加検討するための研究費が生じたため、繰越が多かったが、ほぼ実験により費用を使用している。差額が6万円程度であり、実験に関する消耗品に対する使用により、ぼほ予定通りとなると考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Thyroid stimulating hormone stimulates the expression of glucose transporter 2 via its receptor in pancreatic β cell line, INS-1 cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Lyu J, Imachi H, Yoshimoto T, Fukunaga K, Sato S, Ibata T, Kobayashi T, Dong T, Yonezaki K, Yamaji N, Kikuchi F, Iwama H, Ishikawa R, Haba R, Sugiyama Y, Zhang H, Murao K.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 8 ページ: 1986-1995
  • DOI: 10.1038/s41598-018-20449-3.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Exendin-4 suppresses cholesterol accumulation via elevation of ATP-binding cassette transporter A1 in the liver. (2018)
  • 著者名/発表者名: Lyu J, Imachi H, Fukunaga K, Zhang H, Dong T, Sato S, Ibata T, Yamaji N, Yonezaki K, Kikuchi F, Yoshimoto T, Murao K.
  • 学会等名: American Diabetes Association 77th Scientific Session
  • 国際学会