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2012 年度 実績報告書

代謝シグナル応答性ヒストン修飾酵素の同定と機能解析

公募研究

研究領域生命素子による転写環境とエネルギー代謝のクロストーク制御
研究課題/領域番号 24116526
研究機関国立国際医療研究センター研究所

研究代表者

松本 道宏  国立国際医療研究センター研究所, 糖尿病研究センター・分子代謝制御研究部, 部長 (90467663)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワード遺伝子転写 / ヒストン / 肝臓 / 糖新生 / グルカゴン / インスリン / 糖尿病 / メチル化
研究概要

リシンメチル化酵素に特徴的なSETドメインを有する分子Setxの肝臓の代謝調節における役割および、その発現調節機構について検討した。はじめにin vivoならびにin vitroでの機能獲得ないし機能喪失実験を行うため、野生型SetXないしSetX対するshRNAをコードするアデノウイルスベクターを作製した。非肥満マウスの肝臓におけるSetXのノックダウンにより、空腹時の糖新生系酵素の発現誘導が抑制され、血糖値が低下した。またSetXをノックダウンしたマウスではピルビン酸負荷試験により評価した肝糖新生能が障害されていた。培養肝細胞においてもSetxのノックダウンにより、グルカゴン/cAMPによる糖新生系酵素遺伝子の発現誘導は抑制された。これらの結果から、SetXは絶食時の肝糖新生の誘導に必須の分子であることが明らかとなった。SetXの発現調節に関しては、初代培養肝細胞を用いた検討から、そのmRNAの発現がグルカゴン-cAMP-PKA経路によって活性化されることを明らかにした。報告者らは最近、CITED2、GCN5、PGC-1αの相互作用が糖新生系酵素の発現誘導において中心的な役割を果たすことを明らかにしたが(酒井らNat Med.2012 18:612-7)、肝細胞における各分子のノックダウンによる検討から、SetXの発現調節へは、GCN5、PGC-1αの関与は少ないものの、CITED2が強く関与することを明らかにした。SetXのクロマチン結合領域の決定と標的分子の同定にも着手し、cDNAマイクロアレイと定量的PCR法によりSetXの機能喪失により低下する複数の代謝調節遺伝子群を同定した。SetXのプローモーターへのリクルートを複数の市販の抗体を用いたChIP-Seqにより同定しようと試みたが、免疫沈降ができず、現在研究部にて新たなポリクローナル抗体を作製中である。

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

平成24年度に計画していた検討の内、SetXの機能喪失実験はin vivo、in vitroいずれも終了した。また、SetXの発現調節の分子機構に関しても、計画通り実施することができた。SetXのクロマチン結合領域の決定と標的分子の同定についてもmRNA発現解析は実施できた。クロマチン結合領域の決定はChIP-Seqを行うための抗体が入手できず、自ら作製を開始した。以上の状況から上記のように自己評価した。

今後の研究の推進方策

今後、ChIPが可能なSetX特異的抗体が作製できれば、クロマチン結合領域を網羅的解析により決定し、発現解析結果と合わせてSetXの糖新生系酵素以外の標的遺伝子を同定する。また、Setxの基質ピストン分子種、メチル化を受ける部位と残基を明らかにする。肝細胞からの抗SetX抗体免疫沈降産物中のヒストンメチル基転移酵素活性を調べる。またdb/dbマウスなどの肥満糖尿病モデルを用いてSetXの糖尿病の病態への関与も肝臓特異的な機能喪失実験などにより検証する。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] CITED2 links hormonal signaling to PGC-1 α acetylation in the regulation of gluconeogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      Sakai M
    • 雑誌名

      Nature medicine

      巻: 18 ページ: 612-617

    • DOI

      10.1038/nm.2691.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endoplasmic reticulum stress inhibits STAT3-dependent suppression of hepatic gluconeogenesis via dephosphorylation and deacetylation.2012

    • 著者名/発表者名
      Kimura K
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 61 ページ: 61-73

    • DOI

      10.2337/db10-1684.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] InsP3R-Ca(2+) signaling takes center stage in the hormonal regulation of hepatic gluconeogenesis2012

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto M.
    • 雑誌名

      Cell Research

      巻: 22 ページ: 1530-1532

    • DOI

      10.1038/cr.2012.95.

    • 査読あり
  • [学会発表] The Role of CITED2 in the Hormonal Regulation of Hepatic Gluconeogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      松本道宏
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-15
  • [学会発表] 転写調節因子CITED2はRb蛋白との相互作用を介して脂肪細胞分化を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      辻村知子
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-14
  • [学会発表] ヒストンアセチル化酵素GCN5による肝糖代謝調節機構2012

    • 著者名/発表者名
      酒井真志人
    • 学会等名
      第35会日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      2012-12-11
  • [学会発表] CITED2 : a new player in hormonal regulation of hepatic gluconeogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      松本道宏
    • 学会等名
      International Conference on Diabetes and Metabolism
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2012-11-09
  • [学会発表] 転写調節因子CITED2の脂肪細胞分化における役割の解析2012

    • 著者名/発表者名
      松本道宏
    • 学会等名
      第33回日本肥満学会
    • 発表場所
      ホテルグランピア京都(京都府)
    • 年月日
      2012-10-11
  • [学会発表] CITED2はホルモン応答性にPGC-1αのアセチル化を調節し、肝糖産生を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      酒井真志人
    • 学会等名
      第55回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2012-05-19
  • [学会発表] 転写共役因子CITED2の脂肪細胞への分化調節における役割の解析2012

    • 著者名/発表者名
      松本道宏
    • 学会等名
      第55回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2012-05-17
  • [学会発表] 転写共役因子CITED2にょるNFκB活性調節を介した炎症制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      酒井真志人
    • 学会等名
      第85回日本内分泌学会学術総会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-04-21
  • [学会発表] 転写共役因子CITED2の脂肪細胞分化調節における役割の解析2012

    • 著者名/発表者名
      松本道宏
    • 学会等名
      第85回日本内分泌学会学術総会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2012-04-20
  • [学会発表] CITED2 : a new player in hormonal regulation of hepatic gluconeogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      松本道宏
    • 学会等名
      Asia-Pacific Diabetes and Obesity Study Group Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2012-04-20
  • [学会発表] CITED2はホルモン応答性にPGC-1αのアセチル化を調節し、肝糖産生を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      酒井真志人
    • 学会等名
      第49回日本臨床分子医学会学術総会
    • 発表場所
      みやこめっせ(京都府)
    • 年月日
      2012-04-13
  • [産業財産権] 糖尿病治療用医薬組成物及びその有効成分のスクリーニング方法2012

    • 発明者名
      松本道宏
    • 権利者名
      松本道宏
    • 産業財産権番号
      特許、特願2012-258468
    • 出願年月日
      2012-11-27

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公開日: 2014-07-16  

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