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2014 年度 実施状況報告書

GADD34遺伝子欠損が老化に伴う2型糖尿病や脂肪肝発生に及ぼす影響の解析

研究課題

研究課題/領域番号 26870257
研究機関名古屋大学

研究代表者

西尾 尚美  名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (80513457)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードインスリンシグナル伝達系 / 脂肪肝形成 / GADD34 / 老化 / 高脂肪食摂取
研究実績の概要

in vivoの解析
肥満、2型糖尿病、脂肪肝発生の表現系の解析として、3, 10, 15, 17, 20ヶ月齢のGADD34KO マウスとWT マウスを比較して解析肝臓と脂肪組織の組織学的解析、 血清生化学検査測定 、脂肪量測定、Glucose tolerance test, Insulin tolerance testを行い、この結果からGADD34の発現がマウスの肥満抑制に関与することを確認した。また、脂質過剰生成の状態を作るため若齢マウスにHFDを摂餌し、WTとKOマウスで比較したところ、KOマウスでは脂肪肝形成が早く、インスリン抑制が早い段階で認められた。
GADD34によるミエロ系細胞による炎症の抑制については既に報告しているが、本実験系においてもマウスの肝臓や脂肪組織中のミエロ系細胞の解析を行い、GADD34はこれらの細胞浸潤による炎症を抑制することで、2型糖尿病や脂肪性肝炎を抑制していることが示唆された。さらに詳細なメカニズムの解析を行うため、マウスの肝臓と脂肪組織のシグナル伝達系(インスリンシグナル伝達系、及び増殖因子による増殖シグナル伝達系)のウェスタンブロッティングを行ったことろ、若齢マウスではKOマウスの方が若齢でインスリンシグナル伝達系が促進しており、加齢やHFD摂餌とともにWTに比べて顕著に低下することを明らかにした。
in vitroの解析
GADD34がインスリンシグナルのどこに関与しているかを詳細に検討するため、MEFを用いてインスリン刺激、脂肪酸刺激などを行い、GADD34がインスリンシグナル伝達系を抑制している可能性を明らかにした。更に、肝細胞培養の系を立ち上げ、若齢マウス、老化マウスともに肝細胞の培養を可能にした。

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

本年度はGADD34KOマウスの表現型の解析と高脂肪食摂餌実験によって、脂肪肝形成をGADD34遺伝子が抑制するという知見が得られた。GADD34が脂肪肝形成する詳細なメカニズムの解析については、マウスの肝臓組織や脂肪組織に加えて、MEF細胞を利用することで、インスリンシグナル伝達系においてインスリンレセプターの上流でGADD34が抑制していることを突き止めた。これらの研究結果を本年度中に論文にまとめることができ、現在、論文を投稿しリバイス中である。
以上のように、GADD34が脂肪肝形成に関与していることの裏付けをとり、メカニズムに一歩踏み込め、さらに、それらの結果を論文として報告できるところまで進展した。

今後の研究の推進方策

これまでの研究で、GADD34はインスリンシグナル伝達系を抑制する事で、脂質生成に関与する事が明らかとなった。しかし、インスリンシグナルのどこでGADD34が関与しているかについては「上流」とだけしかわかっていない。そこで、肝細胞の培養系を確立でき、肝細胞ではGADD34の発現が強いことを確認できたので、今後はこの肝細胞の培養系を用いて、どの蛋白を標的にGADD34が抑制に働いているかについて、インスリン刺激や脂肪酸刺激を行って詳しく解析し、そのメカニズムを明らかにする。
またこれまでの実験結果から、脂肪肝形成の初期段階にはインスリンシグナルが関与するが、長期になるとERストレスの関与も考えられる。長期にわたって脂肪肝が形成される老化における脂肪肝形成のメカニズムはERストレスの関与も検討する必要がある。今後はインスリンシグナル伝達系に加えてERストレスについても解析する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Growth arrest and DNA damage-inducible protein (GADD34) enhanced liver inflammation and tumorigenesis in a diethylnitrosamine (DEN)-treated murine model.2015

    • 著者名/発表者名
      Nana Chen, Naomi Nishio, Sachiko Ito, Yuriko Tanaka, Yang Sun, Ken-ichi Isobe.
    • 雑誌名

      Cancer immunology and immunotherapy

      巻: - ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of the Acrolein-Induced Production of Reactive Oxygen Species and Lung Injury by GADD34.2015

    • 著者名/発表者名
      Yang Sun, Sachiko Ito, Naomi Nishio,, Yuriko Tanaka, Nana Chen, 13. Lintao Liu,Isobe K
    • 雑誌名

      Oxidative medicine and cellular longevity

      巻: 2015 ページ: 170309

    • DOI

      10.1155/2015/170309. Epub 2015 Mar 3.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GADD34 inhibits activation-induced apoptosis of macrophages through enhancement of autophagy2015

    • 著者名/発表者名
      11. Sachiko Ito, Yutiko Tanaka, Rena Oshino, Keiko Aiba, Suganya Thanasegaran, Naomi Nishio,Ken-ichi Isobe.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 8327

    • DOI

      10.1038/srep08327.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reprint of "iPSCs, aging and age-related diseases".2015

    • 著者名/発表者名
      9. Ken-ichi Isobe, Zhao Cheng, Naomi Nishio, Suganya Thanasegaran, Yutiko Tanaka, Sachiko Ito.
    • 雑誌名

      New Biotechnology

      巻: 32(1) ページ: 169-179

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recruitment of Gr1(+)CD11b (+)F4/80 (+) population in the bone marrow and spleen by irradiation-induced pulmonary damage.2015

    • 著者名/発表者名
      10. Suganya Thanasegaran, Sachiko Ito, Naomi Nishio, Mohammad Nizam uddin, Yang Sun, Ken-ichi Isobe.
    • 雑誌名

      Inflammation

      巻: 38(2) ページ: 465-475

    • DOI

      10.1007/s10753-014-9952-8.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Negative regulation of GADD34 on myofibroblasts during cutaneous wound healing.2014

    • 著者名/発表者名
      13. Lintao Liu, Naomi Nishio, Sachiko Ito, Yuriko Tanaka, Ken-ichi Isobe.
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2014 ページ: 137049

    • DOI

      10.1155/2014/137049. Epub 2014 Aug 19.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acrolein induced both pulmonary inflammation and the death of lung epithelial cells.2014

    • 著者名/発表者名
      12. Yang Sun, Sachiko Ito, Naomi Nishio,, Yuriko Tanaka, Nana Chen, Ken-ichi Isobe.
    • 雑誌名

      Toxicology Letters

      巻: 229(2) ページ: 384-392

    • DOI

      10.1016/j.toxlet.2014.06.021. Epub 2014 Jul 5.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] iPSCs, aging and age-related diseases.2014

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Isobe, Zhao Cheng, Naomi Nishio, Suganya Thanasegaran, Yutiko Tanaka, Sachiko Ito.
    • 雑誌名

      New Biotechnology

      巻: 31(5) ページ: 411-421

    • DOI

      10.1016/j.nbt.2014.04.004. Epub 2014 Apr 29.

    • 査読あり
  • [学会発表] GADD34 works to suppress obesity-induced non alcoholic steatohepatitis (NASH) by regulation of insulin/IGF signaling and immunosenescence.2014

    • 著者名/発表者名
      Naomi Nishio, Sachiko Ito and Ken-ich isobe
    • 学会等名
      第43回日本免疫学会学術集会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府左京区宝ケ池)
    • 年月日
      2014-12-10 – 2014-12-12
  • [学会発表] GADD34 works to suppress obesity-induced MetabolicDiseases including type 2 diabetes and NASH2014

    • 著者名/発表者名
      Naomi Nishio, Sachiko Ito and Ken-ich isobe
    • 学会等名
      第37回日本基礎老化学会大会
    • 発表場所
      あいち健康プラザ 健康科学館 (愛知県知多郡東浦町)
    • 年月日
      2014-06-26 – 2014-06-27

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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