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2011 年度 実施状況報告書

運動は白色脂肪細胞から褐色脂肪細胞への分化を誘導するか

研究課題

研究課題/領域番号 23700778
研究機関杏林大学

研究代表者

小笠原 準悦  杏林大学, 医学部, 助教 (20415110)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2014-03-31
キーワード褐色脂肪細胞 / 白色脂肪細胞 / 分化 / 運動トレーニング / PPARγ / PGC-1α / C/EBPβ
研究概要

【目的】寒冷刺激やノルアドレナリン刺激は褐色脂肪細胞の分化を促進させることが示唆されてきたが、最近になり、寒冷刺激やノルアドレナリン刺激に導かれるプロスタグランジンの増加は、白色脂肪細胞から褐色脂肪細胞への分化を調節することが報告され、褐色脂肪細胞の機能亢進を介した新たな抗肥満治療法の確立が期待されている。持久的運動はさまざまな細胞に生理・生化学的な変化を引き起こすことから、褐色脂肪細胞への分化能も修飾する可能性がある。本研究では、白色脂肪細胞から褐色脂肪細胞への分化に及ぼす持久的運動の効果について、その分子メカニズムの解明を目指す。 【平成23年度の結果】平成22年度は、褐色脂肪細胞と白色脂肪細胞分化のマスターレギュレーターであるPPARγの運動トレーニングによる変化について、内臓白色脂肪細胞のモデルである精巣上体白色脂肪細胞を用いて検討した。運動トレーニングによって、PPARγのmRNAとタンパク質の発現は有意に増加し、核内のPPARγタンパク質の発現やPPARγとDNAとの結合も有意に増加した。PPARγの活性化は脂肪分解酵素であるATGLの発現を増加させる。そこでPPARγのアゴニストであるロジグリタゾンを添加すると、コントロール群と比べて運動トレーニング群で増加するATGLのmRNAとタンパク質の発現はさらに増幅され、運動トレーニングは白色脂肪細胞のPPARγの機能を著しく亢進させることが明らかとなった。次年度は、プロテオミクス解析などの手法も視野に入れ、運動トレーニングによって変化するPPARγとの共役因子の検索を行い、褐色脂肪細胞化との関係について検討する予定である。

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

PPARγは褐色脂肪細胞や白色脂肪細胞の分化の最終段階に重要であるが、平成23年度の検討から、運動トレーニングによって白色脂肪細胞のPPARγの機能が亢進することが明らかとなった。この結果は、運動トレーニングがPPARγの機能を介した両脂肪細胞の分化機構への修飾能を有することを示唆しており、PPARγとの共役因子の同定によって褐色脂肪細胞化の調節メカニズムの解明へと発展が期待できる。

今後の研究の推進方策

骨格筋筋芽細胞もまた褐色脂肪細胞化する報告があるため、この時重要な転写調節因であるPRDM16の発現を検討したが、内臓白色脂肪細胞にはPRDM16が発現していないことが観察された。そのため、白色脂肪細胞から褐色脂肪細胞化は骨格筋筋芽細胞からのそれとはまったく別の機構によって調節されると考えられる。さらに、内臓白色脂肪細胞よりは皮下白色脂肪細胞に褐色脂肪細胞化が観察される報告もある。今後は、皮下白色脂肪細胞の検討も視野に入れ、運動トレーニングに誘発されるPPARγの機能亢進を含めた転写調節因子群の変化を検討し、変化の認められた分子について細胞株を用いたin vitroの系で再現させることによって、褐色脂肪細胞化のメカニズムを検討する予定である。

次年度の研究費の使用計画

運動トレーニングに誘発されるPPARγの機能亢進を含めた転写調節因子群の変化を検討するために、PPARγとの共役因子の検索手段としてDNAアレイ解析を行う予定であるため、一部を解析費として使用する。その他は主に実験試薬の購入費として用いる予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (8件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Effects of physical exercise on lipolysis in white adipocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara, J. et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Fit. Sports Med.

      巻: 1 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preventive and improvement effects of exercise training and supplement intake in white adipose tissues on obesity and lifestyle-related diseases.2012

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, T. Ogasawara, J et al.
    • 雑誌名

      Environ. Health Prev. Med.

      巻: 17 ページ: in press

    • DOI

      10.1007/s12199-012-0271-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of exercise on HIF-1 and VEGF signaling.2012

    • 著者名/発表者名
      Ohno, H. et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Fit. Sports Med.

      巻: 1 ページ: 5-16

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effects of exercise on macrophage function.2012

    • 著者名/発表者名
      Kizaki, T. et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Fit. Sports Med.

      巻: 1 ページ: 113-124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exercise training and the promotion of neurogenesis and neurite outgrowth2012

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, T. Ogasawara, J. et al.
    • 雑誌名

      J. Phys. Fit. Sports Med.

      巻: 1 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of leucine zipper transcription factor-like protein 1 (Lztfl1) in the attenuation of cognitive impairment by exercise training.2011

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, T. Ogasawara, J. et al.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 416 ページ: 125-129

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2011.11.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voluntary exercise attenuates obesity-associated inflammation through ghrelin expressed in macrophages.2011

    • 著者名/発表者名
      Kizaki, T. et al.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 413 ページ: 454-459

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2011.08.117

    • 査読あり
  • [学会発表] 水泳運動は骨格筋前駆細胞から褐色脂肪細胞への分化シグナルを促進する2012

    • 著者名/発表者名
      小笠原準悦、櫻井拓也、木崎節子、石橋義永、炭谷由計、井澤鉄也、石田均、鈴木健二、芳賀脩光、大野秀樹
    • 学会等名
      第82回日本衛生学会学術総会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] Oligonolは神経細胞において小胞体ストレス減弱作用をもつ2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井拓也、北舘健太郎、西岡浩、若命浩二、藤井創、小笠原準悦、木崎節子、藤原智徳、赤川公朗、大野秀樹
    • 学会等名
      第82回日本衛生学会学術総会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] Preventive effects of Oligonol on cognitive impairment in senescence-2011

    • 著者名/発表者名
      Sakurai, T. et al.
    • 学会等名
      19th International Congress on Nutrition and Integrative Medicine
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      Oct. 16, 2011
  • [学会発表] 骨格筋から褐色脂肪細胞への分化機構に及ぼす寒冷曝露と水泳運動の効果2011

    • 著者名/発表者名
      小笠原準悦ほか
    • 学会等名
      第66回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      山口
    • 年月日
      2011年9月17日
  • [学会発表] 脂肪細胞の脂肪分解反応に及ぼす新規カテキン型ポリフェノール複合体2011

    • 著者名/発表者名
      小笠原準悦ほか
    • 学会等名
      第21回体力・栄養・免疫学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011年8月28日
  • [学会発表] 運動は骨格筋から褐色脂肪細胞への分化を活性化するか2011

    • 著者名/発表者名
      小笠原準悦ほか
    • 学会等名
      第40回杏林医学会総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011年11月19日
  • [学会発表] Oligonolは神経細胞において小胞体ストレスを減弱させる2011

    • 著者名/発表者名
      櫻井拓也、北舘健太郎、西岡浩、若命浩二、藤井創、小笠原準悦、石橋義永、木崎節子、藤原智徳、赤川公朗、炭谷由計、石田均、芳賀脩光、大野秀樹
    • 学会等名
      第9回日本予防医学会学術総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-11-20
  • [学会発表] 運動は老化促進モデルマウスの認知機能障害を予防する2011

    • 著者名/発表者名
      櫻井拓也、小笠原準悦、木崎節子、井澤鉄也、長澤純一、芳賀脩光、大野秀樹
    • 学会等名
      第19回日本運動生理学会大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2011-08-26
  • [図書] 機能性食品素材と運動療法-生活習慣病予防と運動機能維持向上を目指して-2012

    • 著者名/発表者名
      大野秀樹ほか
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 明治安田厚生事業団第27回健康医科学研究助成論文集 平成22年度2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井拓也ほか
    • 総ページ数
      174
    • 出版者
      東京六法出版
  • [図書] 脂肪組織のエクササイズバイオロジー 1冊まるごと脂肪組織と運動の話2011

    • 著者名/発表者名
      小笠原準悦ほか
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      ナップ
  • [図書] 公益財団法人中冨健康科学振興財団第22回研究助成業績集 平成23年版2011

    • 著者名/発表者名
      小笠原準悦ほか
    • 総ページ数
      158
    • 出版者
      医薬ジャーナル社

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公開日: 2013-07-10  

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