トランスオミクス解析による細胞競合代謝ネットワークの解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19J10234
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 江上 陸 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2021-03-31
• キーワード: 代謝 / トランスオミクスネットワーク / マルチオミクス / 肥満 / 細胞競合

研究実績の概要

がんの超初期段階において正常細胞層に変異細胞が生じた際、正常細胞とがん変異細胞との細胞間相互作用の結果、正常細胞層から変異細胞は排除される。この現象は細胞競合として知られている。これまで、細胞競合特異的に起こるがん変異細胞内での代謝変化が変異細胞の排除に機能していることや、高脂肪食の摂取による個体の肥満に伴った細胞内代謝機構の変動により、肥満個体の生体内において変異細胞の排除が抑制されることなどが明らかとされてきた。しかしながら、細胞競合特異的な代謝変化を制御するメカニズムは未だ解明されていない。このことは代謝経路の変化が、単独の因子ではなく、多数の因子の働きによって初めて結果として表出する複雑なプロセスであることに起因する。
近年、このような複雑な代謝ネットワークを、ゲノム・トランスクリプトーム・プロテオーム・メタボロームなどから成る多階層オミクスを統合したトランスオミクスネットワークとして捉え、解析する技術「トランスオミクス解析」が確立されつつある。そこで本研究では、肥満による細胞競合特異的な代謝メカニズムの変動の全容を明らかにするべく、代謝トランスオミクス解析の基盤技術の確立と解析を試みた。
本年度は、健常と肥満マウス間で変化したリン酸化シグナル分子や転写因子、mRNA、タンパク質、代謝反応、代謝物をまたぐ大規模な代謝トランスオミクスネットワークを肝臓や筋肉を対象に構築する手法を世界に先駆けて開発し、国際学術誌への論文発表も行った。本技術は肝臓-血液-筋肉間の臓器連関への肥満による影響も解析可能である。本研究で確立された二群間の差分トランスオミクス解析は細胞競合系をモデルとしたオミクスデータにも適用可能であるため、細胞競合特異的な代謝トランスオミクスネットワークの包括的な解明に寄与することが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Trans-omic analysis reveals obesity-associated dysregulation of inter-organ metabolic cycles between the liver and skeletal muscle (2021)
  • 著者名/発表者名: Egami R,Kokaji T,Hatano A,Yugi K,Eto M,Morita K,Ohno S,Fujii M,Hironaka KI,Uematsu S,Terakawa A,Bai Y,Pan Y,Tsuchiya T,Ozaki H,Inoue H,Uda S,Kubota H,Suzuki Y,Matsumoto M, Nakayama K I.,Hirayama A,Soga T,Kuroda S
  • 雑誌名: iScience 巻: 24 ページ: 102217～102217
  • DOI: 10.1016/j.isci.2021.102217
• [備考] 肝臓－筋肉の臓器連関代謝サイクルの肥満による制御異常の解明
  • URL: https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2021/7246/