多彩な生理機能を制御する新規シグナルグリセロ脂質・リゾグリセロ脂質代謝経路群

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 生命応答を制御する脂質マシナリー
• 研究課題/領域番号: 25116704
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 坂根 郁夫 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10183815)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ジアシルグリセロールキナーゼ / セカンドメッセンジャー / ホスファチジン酸 / リゾホスファチジン酸 / ジアシルグリセロール / 糖尿病 / 双極性障害 / ホスホリパーゼ

研究概要

研究実施計画の項目の内，興味ある結果が得られた主な項目について報告する．
I. 「ホスファチジルイノシトール代謝回転とは独立した新規ジアシルグリセロール（DG）代謝経路群」の探索・同定：I-2.DGキナーゼ（DGK）δ：(2)パルミチン酸（16:0）を含有する30:0-，32:0-，34:0-ホスファチジン酸（PA，DGKの反応産物）の産生はsiRNAを用いたDGKδの発現低下によって抑制された．逆にDGKδの過剰発現はグルコース（Glc）刺激によるこれらPA分子種の産生を亢進した．これらの結果から，DGKδはグルコースに応答してパルミチン酸を含有するDG分子種に選択性を示すことが強く示唆された．さらに，ホスファチジルコリン（PC）特異的ホスホリパーゼ（PL）Cの阻害剤D609により，Glc刺激による30:0-，32:0-，34:0-DGと30:0-，32:0-，34:0-PAの産生が抑制された．従って， DGKδがGlc 刺激に依存して基質とするDG分子種の少なくとも一部はPC-PLCを介したPCの加水分解により供給されると考えられた．I-4. 本新規経路のLPA供給経路としての可能性：DGKδの発現を低下させるとパルミチン酸含有リゾホスファチジン酸（16:0-LPA）量が減少していた．従って，本新規経路は脂質メディエーター16:0-LPAの供給経路としての可能性が示唆された．
II．本新規経路群の生理機能や病態形成における役割：II-1.DGKη：DGKη-KOマウスは野生型と比べ「歩行→毛繕い→ジャンプ等」の行動切り替えの頻度が1.4倍になり，更に，高架式十字迷路試験でオープンアーム滞在時間が十倍以上増大することが観察された．これらの結果は全ゲノム関連解析によるDGKηと双極性障害の関連の可能性の示唆と矛盾しない．

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

研究実施計画の14項目の内，7項目（50％）で顕著な進捗があった．まだ，進捗が見られない項目についても，それらの困難性は概ね解決しつつある．

今後の研究の推進方策

まだ，顕著に進捗していない項目を中心に推進して行く．また，進捗のあった項目についても更に前に進める．

研究成果

• [雑誌論文] Both the C1 domain and a basic amino acid cluster at the C-terminus are important for the neurite and branch induction ability of DGKβ (2014)
  • 著者名/発表者名: Kano, T., Kouzuki, T., Mizuno, S., Ueda, S., Yamanoue, M., Sakane, F., Saito, N., and Shirai, Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 447 ページ: 89-94
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.03.113
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Diacylglycerol kinase γ is a novel anionic phospholipid binding protein with a selective binding preference (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita, E., Kume, I., Maeda, Y., Sakai, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 444 ページ: 617-621
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.116
  • 査読あり
• [雑誌論文] ジアシルグリセロールキナーゼ ―DGKアイソザイムのさまざまな生理機能と病態との関連― (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 248 ページ: 1059-1063
• [雑誌論文] Distinct expression and localization of diacylglycerol kinase isozymes in rat retina (2013)
  • 著者名/発表者名: Hozumi, Y., Matsui, H., Sakane, F., Watanabe, M. and Goto, K.
  • 雑誌名: J. Histochem. Cytochem. 巻: 61 ページ: 462-476
  • DOI: 10.1369/0022155413483574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluations of the selectivities of the diacylglycerol kinase inhibitors R59022 and R59949 among diacylglycerol kinase isozymes using a new non-radioactive assay method (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Liu, K., Sasaki, S., Kunii, N., Sakai, H., Mizuno, H., Saga, H. and Sakane, F.
  • 雑誌名: Pharmacology 巻: 92 ページ: 99-107
  • DOI: 10.1159/000351849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depression of type I diacylglycerol kinases in pancreatic β-cells from male mice results in impaired insulin secretion (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, Y. K., Kobayashi, Y., Motoki, K., Nakata, K., Miyagawa, S., Yamamoto, M., Hayashi, D., Shirai, Y., Sakane, F. and Ishikawa, T.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 154 ページ: 4089-4098
  • DOI: 10.1210/en.2013-1356
  • 査読あり
• [雑誌論文] 最近明らかになってきたジアシルグリセロールキナーゼアイソザイムの制御する生理機能・病態形成と基質の多様性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 雑誌名: 日本応用酵素協会誌 巻: 48 ページ: 11-18
• [学会発表] Diacylglycerol kinase δ utilizes palmitic acid-containing diacylglycerol in response to high glucose stimulation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F.
  • 学会等名: 3rd Chiba-Uppsala Academia Joint Workshop: Inflammation, Metabolic Diseases and Cancer (Molecular mechanism in cancer and lifestyle related disease)
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 20140220-20140221
  • 招待講演
• [学会発表] Biochemical properties and regulation of the diabetes- and epilepsy-related diacylglycerol kinase isozyme, DGKδ. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F.
  • 学会等名: 6th International Symposium on Diacylglycerol Kinase
  • 発表場所: Atami
  • 年月日: 20130913-20130914
  • 招待講演
• [学会発表] Cell stimulation-dependent phosphorylation/consumption of various diacylglycerol species by diacylglycerol kinase isozymes (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakane, F., and Sakai, H.
  • 学会等名: The 86th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society “Frontier of diacylglycerol signaling and its related diseases”
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20130911-20130913
  • 招待講演
• [学会発表] 脳におけるジアシルグリセロールキナーゼδの発現部位の解明及び脳特異的な本酵素ノックアウトマウスの表現型解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 臼木貴子，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼη-ノックアウトマウスの表現型の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 磯﨑丈志，臼木貴子，米野井優，松友大介，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] Overlay法によるジアシルグリセロールキナーゼδのプレクストリン相同ドメインとリン脂質の相互作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久米愛子，竹下依那，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] グルコース刺激時にジアシルグリセロールキナーゼδが代謝するジアシルグリセロール分子種 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼδの脂肪酸による発現制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 崎山静花，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼαのCa2+に応答した分子内相互作用解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本達也，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] インターロイキン-2に応答したジアシルグリセロールキナーゼαの基質選択性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼβの細胞内局在性と細胞形態への影響の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田由貴，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] 脂質代謝酵素ジアシルグリセロールキナーゼδ，ηの大腸菌を利用した大量発現・精製・性質解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 米野井優，斎藤雅文，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] ジアシルグリセロールキナーゼαの活性阻害化合物の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 国井奈央子, 劉可, 白井康仁, 坂根郁夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] Both C1 domain and a basic amino acid cluster at C-terminus are important for branching and neurite induction of DGKβ (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirai, Y., Kano, T., Kouzuki, T., Ueda, S., Yamanoue, M., Sakane, F. and Saito, N.
  • 学会等名: Neuro 2013/The 11th World Federation of Societies of Biological Psychiatry
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20130620-20130623
• [学会発表] LC/ESI-MSを用いたホスファチジン酸分子種の定量的分析法の確立とジアシルグリセロールキナーゼαの基質選択性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，堺弘道，坂根郁夫
  • 学会等名: 第55回日本脂質生化学会
  • 発表場所: 松島
  • 年月日: 20130606-20130607
• [学会発表] LC/ESI-MSを用いたホスファチジン酸分子種の新規分析法の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野悟，荷堂清香，桝飛雄真，堺弘道，斎藤雅文，坂根郁夫
  • 学会等名: 創立60周年記念大会シンポジウム 第80回日本分析化学会有機微量分析研究懇談会 第92回計測自動制御学会力学量計測部会 第30回合同シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 20130530-20130601
• [図書] 第６節 ジアシルグリセロールキナーゼ，尾池雄一，佐々木雄彦編，疾患モデルの作成と利用―脂質代謝異常と関連疾患 第６章 細胞内脂質シグナル関連因子 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂根郁夫
  • 総ページ数: in press
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [備考] 生体機能化学研究室
  • URL: http://pchem2.s.chiba-u.ac.jp/chem/lab/sakanelab/bfc/Top_Page.html