細胞内蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における統合的役割の解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26461329
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 篁 俊成 金沢大学, 医学系, 教授 (00324111)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: タンパク質代謝 / インスリン抵抗性 / 肥満 / 脂肪肝

研究実績の概要

本研究では、細胞内の蛋白分解系のエネルギー代謝恒常性維持における役割の統合的理解を目指す。平成26年度は次の2つの未解決課題に取り組んだ。
１．プロテアソーム活性化薬が肝インスリン抵抗性に及ぼす効果：申請者は肝臓におけるプロテアソーム機能保持が肥満によるインリン抵抗性の治療標的になる可能性を想起した。2010年にハーバード大学のグループがユビキチン鎖の分解を阻害することでプロテアソームを活性化する低分子を同定した（Lee BH, et al., Nature 467:179,2010）。申請者はこのグループに共同研究を申し入れ、MTAを交わしてこの活性化低分子の供与を受けた。平成26年度の研究で、本プロテアソーム活性化薬が肝細胞プロテアソーム機能障害モデルにおけるプロテアソーム活性を軽減することを明らかにした。引き続き、プロテアソーム機能改善の下流で、ERストレスとインスリン抵抗性を軽減しうるかに取り組んでいる。
２．プロテアソーム活性阻害下での代償的オートファジーの意義とその基質：申請者らのプロテアソーム研究と同時期に、肥満状態の肝臓では、オートファジー障害が生じ、ERストレスとインスリン抵抗性を惹起する知見が報告された(Yang L, et al., Cell Metab 11:467,2010)。一方申請者は、PA28KOマウスの肝臓およびプロテアソーム阻害薬処置した培養肝細胞では、オートファジーが亢進することを観察した。平成26年度の研究により、培養肝細胞をプロテアソーム阻害薬の存在下で培養することにより、および培地からアミノ酸を除去した栄養飢餓状態で、オートファジーが亢進し、複数の基質が選択的に分解されることを見出した。引き続き、プロテアソームとオートファジーという主要な細胞内タンパク分解系がエネルギー代謝調節に及ぼす役割分担を明らかにする予定である。

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

当初予定した４つの未解決課題のうち、２つの研究を進めている。培養実験条件等の設定に苦労したが、新しい系を導入する工夫も加え、ようやく再現性のある結果が得られるようになった。予想外の結果も得られている。

今後の研究の推進方策

平成２７年度は、プロテアソーム活性化薬が肝インスリン抵抗性に及ぼす効果、およびプロテアソーム活性阻害下での代償的オートファジーの意義とその基質の同定を進めるとともに、過栄養状態でプロテアソーム機能が減弱するメカニズムについても実験を進める予定である。
一方、骨格筋におけるタンパク分解系の意義を明らかにする研究に関しては、マウス運動負荷に時間と労力がかかり、マンパワー不足を解決する必要がある。大学院生募集とテクニシャンの確保に努めている。

次年度使用額が生じた理由

年度末の海外学会旅費を確保する必要があったため。

次年度使用額の使用計画

研究計画に従って使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Sol Particle Homogeneous Immunoassay for Measuring Full-Length Selenoprotein P in Human Serum (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Saito Y, Misu H, Kato S, Kita Y, Takeshita Y, Kanamori T, Nagano T, Nakagen M, Urabe T, Takamura T, Kaneko S, Takahashi K, Matsuyama N
  • 雑誌名: J Clin Lab Anal 巻: 30 ページ: 114-122
  • DOI: 10.1002/jcla.21824
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of hepatic fatty acid compositions in patients with nonalcoholic steatohepatitis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, Mizukoshi E, Sunagozaka H, Arai K, Yamashita T, Takeshita Y, Misu H, Takamura T, Kitamura S, Zen Y, Nakanuma Y, Honda M, Kaneko S
  • 雑誌名: Liver Int 巻: 35 ページ: 582-590
  • DOI: 10.1111/liv.12685
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Liver steatosis is associated with insulin resistance in skeletal muscle rather than in the liver in Japanese patients with non-alcoholic fatty liver disease (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Takeshita Y, Misu H, Zen Y, Kaneko S, Takamura T
  • 雑誌名: J Diabetes Investig 巻: 6 ページ: 158-163
  • DOI: 10.1111/jdi.12271
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metformin Suppresses Expression of the Selenoprotein P gene via an AMPK-FoxO3a Pathway in H4IIEC3 Hepatocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takayama H, Misu H, Iwama H, Chikamoto K, Saito Y, Murao K, Teraguchi A, Lan F, Kikuchi A, Saito R, Tajima N, Shirasaki T, Matsugo S, Miyamoto K, Kaneko S, Takamura T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 ページ: 335-345
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.479386
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The effects of ezetimibe on non-alcoholic fatty liver disease and glucose metabolism: a randomised controlled trial. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita Y, Takamura T, Honda M, Kita Y, Zen Y, Kato K, Misu H, Ota T, Nakamura M, Yamada K, Sunagozaka H, Arai K, Yamashita T, Mizukoshi E, Kaneko S
  • 雑誌名: Diabetologia 巻: 57 ページ: 878-890
  • DOI: 10.1007/s00125-013-3149-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] LECT2 functions as a hepatokine that links obesity to skeletal muscle insulin resistance. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lan F, Misu H, Chikamoto K, Takayama H, Kikuchi A, Mohri K, Takata N, Hayashi H, Matsuzawa-Nagata N, Takeshita Y, Noda H, Matsumoto Y, Ota T, Nagano T, Nakagen M, Miyamoto K, Takatsuki K, Seo T, Iwayama K, Tokuyama K, Matsugo S, Tang H, Saito Y, Yamagoe S, Kaneko S, Takamura T
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 63 ページ: 1649-1664
  • DOI: 10.2337/db13-0728
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Remodeling of nutrient homeostasis by unfolded protein response (2014)
  • 著者名/発表者名: Takamura T
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 63 ページ: 841-843
  • DOI: 10.2337/db13-1721
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ectopic fat accumulation and distant organ-specific insulin resistance in Japanese people with nonalcoholic fatty liver disease (2014)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Takamura T, Takeshita Y, Ryu Y, Misu H, Ota T, Tokuyama K, Nagasaka S, Matsuhisa M, Matsui O, Kaneko S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e92170
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0092170
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Selenoprotein P as a diabetes-associated hepatokine that impairs angiogenesis by inducing VEGF resistance in vascular endothelial cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikura K, Misu H, Kumazaki M, Takayama H, Matsuzawa-Nagata N, Tajima N, Chikamoto K, Lan F, Ando H, Ota T, Sakurai M, Takeshita Y, Kato K, Fujimura A, Miyamoto K, Saito Y, Kameo S, Okamoto Y, Takuwa Y, Takahashi K, Kidoya H, Takakura N, Kaneko S, Takamura T
  • 雑誌名: Diabetologia 巻: 57 ページ: 1968-1976
  • DOI: 10.1007/s00125-014-3306-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Palmitate and eicosapentaenoic acid oppositely regulate selenoprotein P gene expression in H4IIEC hepatocytes (2015)
  • 著者名/発表者名: Takamura T, Natsumi N, Takayama H, Misu H, Kaneko S
  • 学会等名: Keystone Symposia, Liver Metabolism and Nonalcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD) (X8)
  • 発表場所: Fairmont Chateau Whistler (Whistler, British Columbia, Canada)
  • 年月日: 2015-03-25
• [学会発表] ヘパトカイン解析から見えてきた糖尿病の新病態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 篁 俊成
  • 学会等名: 第49回糖尿病学の進歩
  • 発表場所: ホテルグランヴィア岡山（岡山県、岡山市）
  • 年月日: 2015-02-21
  • 招待講演
• [学会発表] 肝臓代謝リモデリングによる栄養恒常性の維持と破綻 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篁 俊成
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会、ランチョンセミナー
  • 発表場所: フェニックスシーガイアリゾート コンベンションセンター（宮崎県、宮崎市）
  • 年月日: 2014-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] 食と肥満による肝臓代謝リモデリング (2014)
  • 著者名/発表者名: 篁 俊成
  • 学会等名: 第35回日本肥満学会、シンポジウム
  • 発表場所: フェニックスシーガイアリゾート コンベンションセンター（宮崎県、宮崎市）
  • 年月日: 2014-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] A satiety-induced hepatokine LECT2 causes skeletal muscle insulin resistance via JNK activation (2014)
  • 著者名/発表者名: Takamura T
  • 学会等名: 2014 International Conference on Diabetes and Metabolism (ICDM)
  • 発表場所: Kintex Ilsan (Gyeonggido, Korea)
  • 年月日: 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] Remodeling of nutrient homeostasis by obesity-associated proteasome dysfunction (2014)
  • 著者名/発表者名: Takamura T
  • 学会等名: 2014 International Conference on Diabetes and Metabolism (ICDM)
  • 発表場所: Kintex Ilsan (Gyeonggido, Korea)
  • 年月日: 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 肝臓から考える糖尿病に対する食事・運動療法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篁 俊成
  • 学会等名: 第29回日本糖尿病合併症学会、シンポジウム
  • 発表場所: 都市センターホテル（東京都、千代田区）
  • 年月日: 2014-10-03
  • 招待講演
• [学会発表] ヘパトカインを介した肝臓-骨格筋連関によるエネルギー代謝調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 篁 俊成
  • 学会等名: 第57回 日本糖尿病学会年次学術集会、シンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府、大阪市）
  • 年月日: 2014-05-23
  • 招待講演
• [備考] 金沢大学医薬保健研究域医学系 包括的代謝学分野
  • URL: http://metabology.w3.kanazawa-u.ac.jp/