研究課題
ジアシルグリセロール（DG）は中性脂質（TG）合成の中間産物であり、かつ細胞内二次伝達物質としても機能する脂質である。よって、DGの代謝はTG合成と細胞内情報伝達系の両方を制御すると考えられる。研究代表者はDGをリン酸化してフォスファチジン酸を産生する酵素、DGキナーゼ（DGK）の機能解析を行ってきた。最近、epsilon型DGK（DGKe）遺伝子欠損（KO）マウスを高脂肪食（HFD）で40日間給餌すると、精巣上体周囲白色脂肪において脂肪細胞の大型化や脂肪沈着が亢進し、肥満が生じることを報告した（科研＃26460265、Nakano et al. 2018）。当該プロジェクトを遂行する過程で、HFDで長期間給餌すると白色脂肪組織中に褐色脂肪様細胞が出現することを見出し、DGKe-KOマウスで“褐色化”が促進する可能性を考え、本研究プロジェクトを立案した。これまでの報告により、褐色化惹起因子として、①長期間の高エネルギー摂取、②寒冷暴露、③交感神経刺激が知られている。本研究プロジェクトの計画初年度（平成29年度）においては①に関する詳細な解析を行った。その結果、高脂肪食給餌40日で増悪したDGKe-KOマウスの耐糖能は90日以上の長期間の高脂肪食給餌条件では改善され、組織学的にも脂肪細胞のサイズが小型化することを見出し、学会で報告した（第64回日本解剖学会支部会）。計画2年目である平成30年度は、前述の「②寒冷暴露による褐色化」に着目した実験を行った。その結果、14日間の寒冷暴露により、DGKe-KOマウスでは体重の増加および皮下脂肪重量に増加傾向が認められ、褐色脂肪様細胞が増加することを見出し、学会発表を行った（第124回日本解剖学会総会）。現在、さらに詳細な組織学的解析を行うことにより褐色化との関連を精査し、計画完遂に向けての準備を行っている。
2: おおむね順調に進展している
研究計画2年目である平成30年度は、寒冷暴露条件下におけるDGKe-KOマウス脂肪組織の褐色化について解析した。6-8週齢の雄野生型およびDGKe-KOマウスを室温（20C）および4Cで14日間飼育した。その結果、DGKe-KOマウスでは、野生型と比較して、摂食量に差はないにも関わらず体重の増加傾向が認められた。この時、皮下脂肪重量が亢進していた。一方、ヘマトキシリン・エオシン染色による組織学的解析によって、DGKe-KOマウスでは室温条件下においても脂肪細胞のサイズが小型であることが明らかとなった。計画初年度で明らかにした高脂肪食給餌により顕著な変化で生じた精巣上体周囲白色脂肪組織では重量の亢進などは認めらなかった。寒冷環境では褐色脂肪組織が体温制御に中心的な役割を果たすことから、現在はこの部位の解析を進めている。以上の経緯はおおよそ当初の計画通りである。
本研究プロジェクトの最終年度である令和元年度は計画1-2年度で得た知見をもとにさらに詳細な検討を行う。これまでの結果、DGKe-KOマウスの脂肪組織ではストレス負荷条件（長期高脂肪食給餌および寒冷暴露）によって異なる部位の脂肪組織が応答することが明らかになった。すなわち、長期間の高脂肪食負荷によっては精巣上体周囲の白色脂肪組織、寒冷暴露においては皮下脂肪組織で特異な応答が生じる。しかしながら、なぜDGKeの欠損により脂肪組織の形質が変化するのかについては不明のままである。よって最終年度では、この点を明らかにするために培養の実験系を構築する。高脂肪負荷を模した系には、野生型およびDGKe-KOマウスの精巣上体周囲白色脂肪組織からコラゲナーゼ法により単離した成熟脂肪細胞およびstromal-vascular cells (SVCs)と呼ばれる脂肪前駆細胞をオレイン酸（400 uM）存在下で7日間培養する。寒冷暴露を模す実験では、皮下脂肪から単離した脂肪細胞をb3アドレノレセプター刺激剤存在下で培養する。これらの細胞から得たタンパクを用いて、ウェスタンブロット解析および各種特異抗体を用いた免疫細胞化学解析を施行して、DGKeの下流に存在し、脂肪細胞の形質変換を惹起するメカニズムの詳細を明らかにする。
抗体や消耗品等について、研究室に既存のものを使用した。次年度は新しい実験系を立ち上げるために試薬や消耗品を購入する必要が生じるものと考える。
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FASEB J
巻: 32 ページ: 4121-4130
org/10.1096/fj.201701050R
Monoclonal Antibodies in Immunodiagnosis and Immunotherapy
巻: 37 ページ: 229-232
org/10.1089/mab.2014.0018
