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2019 年度 実施状況報告書

脂質代謝によるマクロファージ分化と肥満の制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K07608
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

川崎 拓実  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60584414)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード自然免疫 / マクロファージ / 慢性炎症 / 肥満
研究実績の概要

高脂肪摂取か、過食による肥満では、脂肪組織が肥大化し、体重の増大とともに肥満にともなう糖尿病や高血圧などの病態を引き起こす。肥満では、脂肪組織が単に肥大化するだけでなく、脂肪組織中に免疫細胞が浸潤し、持続的に炎症応答が起きる慢性炎症を伴う。慢性炎症は多様な疾患に伴っており、肥満とそれに伴う疾患も慢性炎症が関わることが明らかとなってきている。肥満において慢性炎症にともなう脂肪組織中のマクロファージの分化制御が、脂肪代謝や血中グルコースの制御に重要な役割を果たすことが示されている。そこで、本研究において脂質代謝によるマクロファージ分化と肥満の制御メカニズムの解明を行うため、脂質代謝酵素であるマクロファージ特異的PIKfyve欠損マウスを用いて研究を行っている。その結果、通常食(Normal Control Diet (NCD) )では野生型及びPIKfyve欠損マウスともに体重に大きな差はなかったものの、高脂肪食(High Fat Diet (HFD))を付加することにより肥満を誘導したところ、野生型マウスでは肥満を誘導できたものの、PIKfyve欠損マウスでは肥満状態が抑制されていることが明らかとなった。また、脂肪細胞の肥大化がPIKfyve欠損マウスで抑制されていることが明らかとなった。今後、脂肪組織内の免疫応答にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、野生型及びPIKfyve欠損マウスの脂肪組織中に浸潤する免疫細胞の増減をFACS解析を用いて明らかにする。

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

野生型及びPIKfyve欠損マウスに通常食(Normal Control Diet (NCD) )を付加したところ変化がなかった。一方、高脂肪食(High Fat Diet (HFD))を付加することにより肥満を誘導したところ、野生型マウスでは肥満を誘導できたものの、PIKfyve欠損マウスでは肥満状態が抑制されていることが明らかとなった。食事誘導性の肥満が起こることで、脂肪細胞の肥大化に伴う内臓脂肪の肥大化が知られている。そこで、Control及び PIKfyve欠損マウスの卵巣周囲脂肪組織を採取し、重量を計測した。その結果、NDを摂餌させた場合では脂肪組織の大きさ、重量に差は見られなかった。一方、HFDを摂餌させた場合では、野生型マウスで脂肪組織が肥大化していたのに対し、PIKfyve欠損マウスにおいては、肥大化が抑制されていた。次に、HFD摂餌後のPIKfyve欠損マウスにおいて、脂肪細胞の肥大化が起きているかを確認するために、パラフィンにより作製した脂肪組織切片のH&E染色を行った。NCDを摂餌させた場合は、野生型及びPIKfyve欠損マウスの脂肪細胞の大きさに差は見られなかった。HFDを摂餌させた場合では、野生型マウスにおいて脂肪細胞が肥大化しているのに対し、PIKfyve欠損マウスでは肥大化が抑えられていることが観察された。

今後の研究の推進方策

高脂肪食投与による体重増加が、脂肪組織内の免疫応答にどのような影響を及ぼすかを明らかにするため、野生型及びPIKfyve欠損マウスの脂肪組織中に浸潤する免疫細胞の増減をFACS解析を用いて明らかにする。また、健康な通常状態の脂肪組織内には、炎症抑制性マクロファージ(M2マクロファージ)が常在し、脂肪組織の恒常性維持に寄与している一方で、肥満状態になると脂肪組織は肥大化し、肥満状態では脂肪組織内に集積したTh1 細胞が分泌したⅡ型のインターフェロン(IFN-γ) によって活性化された炎症性マクロファージ(M1マクロファージ)が集積している。M1マクロファージは、TNFαやIL-6などの炎症性サイトカインを分泌し、インスリンシグナルに影響を与え、インスリン抵抗性を亢進する。好中球に続いて単球も誘引され、脂肪組織内に流入し、炎症性サイトカインをさらに産生することで、脂肪組織内を慢性的な炎症状態にすることが知られている。そこで、特にマクロファージをさらに詳しく調べるため、脂肪組織内マクロファージをCD45+CD11b+F4/80+でゲートした後、さらにCD11cとCD206を用いてM1(CD45+CD11b+F4/80+CD11c-CD206+)およびM2(CD45+CD11b+F4/80+CD11c+CD206-)マクロファージとして分離しその割合を解析する。また、脂肪組織内のマクロファージの遺伝子発現をmRNAシークエンスなどを用いて網羅的に調べる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Identification of nucleoporin 93 (Nup93) that mediates antiviral innate immune responses2020

    • 著者名/発表者名
      Monwan Warunthorn、Kawasaki Takumi、Hasan Md Zobaer、Ori Daisuke、Kawai Taro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 521 ページ: 1077~1082

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.11.035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Innate immune responses through Toll-like receptor 3 require human-antigen-R-mediated Atp6v0d2 mRNA stabilization2019

    • 著者名/発表者名
      Zainol Mohd Izwan Bin、Kawasaki Takumi、Monwan Warunthorn、Murase Motoya、Sueyoshi Takuya、Kawai Taro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 20406

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56914-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PtdIns3P phosphatases MTMR3 and MTMR4 negatively regulate innate immune responses to DNA through modulating STING trafficking2019

    • 著者名/発表者名
      Dewi Pamungkas Putri Dyaningtyas、Kawasaki Takumi、Murase Motoya、Sueyoshi Takuya、Deguchi Tomoya、Ori Daisuke、Suetsugu Shiro、Kawai Taro
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 ページ: 8412~8423

    • DOI

      10.1074/jbc.RA118.005731

    • 査読あり
  • [学会発表] Local CD8+ T cells expansion by tissue resident macrophages2020

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kawasaki
    • 学会等名
      Rising Stars in Cutting Edge Immunology Research
    • 招待講演
  • [学会発表] HuR controls cancer-microenviroment to suppress anti-cancer immune responses2019

    • 著者名/発表者名
      Takumi Kawasaki, Taro Kawai
    • 学会等名
      第48回 日本免疫学会

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公開日: 2021-01-27  

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