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2018 年度 実施状況報告書

エネルギー代謝と食事誘導熱産生の日内変動における褐色脂肪組織の役割

研究課題

研究課題/領域番号 18K11013
研究機関北海道大学

研究代表者

斉藤 昌之  北海道大学, 獣医学研究院, 名誉教授 (80036441)

研究分担者 松下 真美  天使大学, 看護栄養学部, 講師 (60517316)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード褐色脂肪組織 / 日内変動 / 寒冷誘導熱産生 / 脂肪酸酸化 / 皮膚温 / FDG-PET/CT
研究実績の概要

夕食偏重、朝食欠食やシフトワークなど、生活リズムの乱れが肥満・メタボリックシンドローム(以下メタボ)の一因となることが知られているが、そのメカニズムについては不明な点が多い。申請者らは代謝的熱産生の特異的部位である褐色脂肪組織(以下褐色脂肪)のヒトでの評価法を確立し、その機能低下が肥満を誘発することを明らかにしてきた。エネルギー消費は一日の内で変動し夜間睡眠時は低いが昼間の身体活動や食事摂取に伴いに増加する。本研究では、健常成人のエネルギー消費量、特に食事摂取後の代謝的熱産生を朝と夜の特定時刻に測定して、褐色脂肪活性との関係を解析し日内変動における褐色脂肪の役割を解明することを目的として、以下の研究を実施した。
1、20歳代の健常成人20名を被験者として、FDG-PET/CTで各人の褐色脂肪活性を評価し、高活性群と低活性群に分類した。
2、褐色脂肪活性そのものが日内変動するのか否かを明らかにするために、朝8時と夜7時に室温27度及び寒冷暴露後(薄着で19度)2時間で呼気分析を行い、褐色脂肪に依存する寒冷誘導熱産生量や脂肪酸酸化量を算出したところ、褐色脂肪高活性群では夜に比べて朝の方が高い傾向がみられたが、低活性群では変わらなかった。
3、上記2において、褐色脂肪活性を反映する鎖骨上窩部の皮膚温を測定したところ、褐色脂肪高活性群では夜に比べて朝の方が高い傾向がみられた。
4、これらの結果は、ヒト褐色脂肪活性が日内変動しており、夜に比べて朝の方が活性が高いことを示唆している。

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

エネルギー消費の自律的調節に関わる褐色脂肪の活性が、冬に高く夏に低下するという季節変動を示すことは知られていたが、本研究で朝に高く夜に低下するという日内変動を示すことが世界で初めて明らかになった。
1、FDG-PET/CTは褐色脂肪活性を評価する標準法であるが、放射線被爆の問題から頻回に利用することは難しい。そこで本研究では、代替法として呼気分析法と皮膚温モニター法を用いた。これらの方法の妥当性については、すでに多くの予備実験で検証済みであるが(論文投稿中)、本研究でもその有用性が確認できた
2、褐色脂肪が日内変動する可能性を、2つの異なる評価法で示すことができたのは、きわめて新規性に富み大きな成果である。

今後の研究の推進方策

1、褐色脂肪活性そのものが日内変動することが示唆されたので、これを確定するためにさらに被験者数を増やして同様の実験・測定を継続する。
2、寒冷暴露時に加えて、食事摂取後の代謝的熱産生を朝と夜の特定時刻に測定して、褐色脂肪活性との関係を解析し日内変動における褐色脂肪の役割を明らかにする。
3、褐色脂肪の日内変動に関わる要因について、時計遺伝子多型や血中ホルモンなどの分析を通して明らかにする。
4、上記1については短期間(数か月以内)に実施できるので、成果を学会や学術誌に公表する。

次年度使用額が生じた理由

本研究では被験者への謝金や検査料が大きな割合を占めるが、被験者の募集時期が限られていたため当初計画していた被験者数に達せず、検査料や呼気分析などへの協力謝金が少額となり次年度使用額が生じた。これらは次年度に被験者数を追加しての継続実験に使用する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 褐色脂肪組織による熱産生と体温・体脂肪調節―健常成人での最新知見―2019

    • 著者名/発表者名
      斉藤昌之
    • 雑誌名

      繊維製品消費科学会誌

      巻: 60 ページ: 47-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Translational Aspects of Brown Fat Activation by Food-Derived Stimulants2019

    • 著者名/発表者名
      Yoneshiro Takeshi, Matsushita Mami, Saito Masayuki
    • 雑誌名

      Handbook of Experimental Pharmacology

      巻: 251 ページ: 359~379

    • DOI

      10.1007/164_2018_159

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Brown adipose tissue density measured by near-infrared time-resolved spectroscopy in Japanese, across a wide age range.2018

    • 著者名/発表者名
      Fuse Sayuri、Nirengi Shinsuke、Amagasa Shiho、Homma Toshiyuki、Kime Ryotaro、Endo Tasuki、 Sakane Naoki、Matsushita Mami、Saito Masayuki、Yoneshiro Takeshi、Kurosawa Yuko、Hamaoka Takafumi
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 23 ページ: 1~9

    • DOI

      10.1117/1.JBO.23.6.065002.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 抗肥満ターゲットとしての褐色脂肪組織と茶カテキンの効果2018

    • 著者名/発表者名
      斉藤昌之
    • 雑誌名

      ファインケミカル

      巻: 47 ページ: 11~19

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 軽度寒冷暴露時の非震え代謝に見られる臓器連関の検討2018

    • 著者名/発表者名
      松本健太郎、小堀祐資、若林斉、亀谷俊満、松下真美、斉藤昌之
    • 学会等名
      日本生理人類学会第77回大会
  • [学会発表] 赤外線サーモグラフィ法を用いた非侵襲的なヒト褐色脂肪組織の評価法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      二連木晋輔,若林斉,松下真美,同道正行,鈴木新一,橋本健,鋤納心,菅沼彰子,河口八重子,斉藤昌之,坂根直樹
    • 学会等名
      温熱生理研究会
  • [学会発表] 血中エクソソームmiR-122-5pはヒト褐色脂肪活性を反映するバイオマーカーとなりうる2018

    • 著者名/発表者名
      岡松優子, 松下真美, 長屋一輝, 坪田あゆみ, 斉藤 昌之
    • 学会等名
      第39回日本肥満学会
  • [学会発表] Supraclavicular tissue total hemoglobin determined by near-infrared time-resolved spectroscopy as indicators of brown adipose tissue characteristics in humans2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Sakane, Mami Matsushita, Masayuki Saito, Takeshi Yoneshiro, Yuko Kurosawa
    • 学会等名
      International Symposium: Role of Brown Adipose Tissue in Human Health
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on multiple organs coordination for non-shivering thermogenesis and vasomotor control in mild cold environment in human2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Matsumoto, Yusuke Kobori, Hitoshi Wakabayashi, Mami Matsushita, Toshimitsu Kameya, Takafumi Maeda, Masayuki Saito
    • 学会等名
      7th International Conference on the Physiology and Pharmacology of Temperature Regulation
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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