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2020 年度 実施状況報告書

低タンパク質栄養状態の肝臓で増加する翻訳調節因子を介した脂質蓄積機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K05916
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

鈴木 由香 (豊島由香)  お茶の水女子大学, ヒューマンライフイノベーション研究所, 特任准教授 (70516070)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードタンパク質 / 翻訳 / 4E-BP1 / eIF4G / 肝臓 / 中性脂肪
研究実績の概要

脂肪肝は、過食や肥満などの過栄養状態だけでなく、栄養素の摂取不足による低栄養状態でも発症する。我々は、摂取するタンパク質量の不足によって起こる低栄養状態(低タンパク質栄養状態)に着目し、低タンパク質栄養状態で起こる脂肪肝の発症に肝臓における翻訳抑制因子4E-BP1量の増加が必要であることを見出した。さらに、4E-BP1と拮抗的に翻訳を制御する翻訳開始因子eIF4G量も肝臓で増加することを見出した。
そこで本研究では、低タンパク質栄養状態に応答して増加する肝臓4E-BP1とeIF4Gが、糖・脂質代謝調節因子の翻訳を選択的に調節して肝臓に脂質を蓄積させるのではないかと考え、その機構の解明を目指す。
令和2年度は、低タンパク質栄養状態に応答して起こる肝臓eIF4Gの増加を人為的に抑えるための実験系を確立しようと試みた。まず、5種類のラットeIF4Gに対するshRNAを発現するプラスミドを作製した。そして、それらのプラスミドをラット筋芽細胞L6の細胞内に遺伝子導入した際に eIF4Gがノックダウンされるか検討した。その結果、5種類のうち3種類のshRNAを発現するプラスミドの遺伝子導入によってL6細胞内のeIF4G量が減少し、eIF4Gがノックダウンされたことが分かった。
来年度は、これらのeIF4Gのノックダウンが可能なshRNA配列をプラスミドからウイルスベクターへ組み換えてラットeIF4Gに対するshRNAを発現するアデノウイルスを作製し、低タンパク質食を給餌したラットの肝eIF4G量の増加を抑えた際の肝脂質蓄積量の変化の解析を目指す。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

進捗が当初の計画通りよりやや遅れている理由として、研究代表者の所属機関の異動がある。異動の前後すぐの実験遂行は通常でも困難であるが、今年度は新型コロナウイルス感染症拡大の影響もあったため、進捗の遅れに拍車をかけた。
ただ、新たな実験系の確立をするための第一歩として、ラットでeIF4GをノックダウンするためのラットeIF4Gに対するshRNA配列を決定できたことは、次年度につながる成果であったと考えている。

今後の研究の推進方策

遅れている分を取り戻しつつ、当初の計画通りに進める予定である。
令和3年度は、ラットeIF4Gに対するshRNAを発現する組み換えアディウイルスの作製および精製を行い、ラット肝臓や単離した肝細胞でeIF4Gをノックダウンすることが可能か検討する。次に、作製・精製した組み換えアデノウイルスを用いて、低タンパク質栄養状態のラットの肝eIF4G量の増加を抑えた際に肝中性脂肪量がどのように変化するかを検討する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Low-arginine and low-protein diets induce hepatic lipid accumulation through different mechanisms in growing rats2020

    • 著者名/発表者名
      Otani Lila、Nishi Hiroki、Koyama Ayaka、Akasaka Yuta、Taguchi Yusuke、Toyoshima Yuka、Yamanaka Daisuke、Hakuno Fumihiko、Jia Huijuan、Takahashi Shin-Ichiro、Kato Hisanori
    • 雑誌名

      Nutrition & Metabolism

      巻: 17 ページ: 60

    • DOI

      10.1186/s12986-020-00477-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disruption of insulin receptor substrate-2 impairs growth but not insulin function in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoshima Yuka、Nakamura Katsuyuki、Tokita Reiko、Teramoto Naomi、Sugihara Hidetoshi、Kato Hisanori、Yamanouchi Keitaro、Minami Shiro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 295 ページ: 11914~11927

    • DOI

      10.1074/jbc.RA120.013095

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth hormone increases regulator of calcineurin 1-4 (Rcan1-4) mRNA through c-JUN in rat liver2020

    • 著者名/発表者名
      Nakata Tomoko、Toyoshima Yuka、Yagi Takashi、Katsumata Harumi、Tokita Reiko、Minami Shiro
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 ページ: e0235270

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0235270

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A translation repressor, 4E-BP1, regulates the triglyceride level in rat liver during protein deprivation2020

    • 著者名/発表者名
      Toyoshima Yuka、Yoshizawa Fumiaki、Tokita Reiko、Taguchi Yusuke、Takahashi Shin-Ichiro、Kato Hisanori、Minami Shiro
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 318 ページ: E636~E645

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00464.2019

    • 査読あり
  • [学会発表] 低タンパク質栄養状態における脂肪肝の発症に翻訳抑制因子4E-BP1が果たす役割2021

    • 著者名/発表者名
      豊島由香、吉澤史昭、時田玲子、田口雄亮、高橋伸一郎、加藤久典、南史朗
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会、第98回日本生理学会大会合同大会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質栄養状態の悪化によって稼働する肝脂質蓄積機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      豊島由香
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会,2021年度農芸化学女性研究者賞受賞講演
    • 招待講演
  • [学会発表] アミノ酸欠乏が肝臓のインスリン様成長因子-I遺伝子発現に及ぼす影響の解析2020

    • 著者名/発表者名
      朝重陽菜子、長田悠加、西宏起、山中大介、豊島由香、竹中麻子、片岡直行、伯野史彦、高橋伸一郎
    • 学会等名
      第93回日本内分泌学会学術総会
  • [学会発表] アミノ酸シグナルによる物質代謝制御2020

    • 著者名/発表者名
      高橋伸一郎、伯野史彦、山中大介、竹中麻子、豊島由香、中林靖
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www-w.cf.ocha.ac.jp/ihli/

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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