肝臓の脂肪蓄積のエピジェネティクス制御の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 食欲と脂肪蓄積の制御と破綻の分子基盤の解明
• 研究課題/領域番号: 25126723
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 亀井 康富 京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (70300829)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: エピジェネティクス / DNAメチル化 / 遺伝子発現 / 肝臓 / 肥満

研究概要

研究代表者らは、マウス肝臓における新規脂肪合成の律速酵素であるGPAT1遺伝子のプロモーター領域が、新規メチル化酵素Dnmt3bによるDNAメチル化により発現制御をうけることを見出し、報告した。新規DNAメチル化酵素にはDnmt3aとDnmt3bが存在するが、両者の基質特異性には不明の点が多い。本研究では、Dnmt3bとDnmt3aを過剰発現したマウス肝臓初代培養細胞を用いてゲノムワイドにDNAメチル化変化を解析した。アデノウイルスを用いてGFP（Ad-G）、Dnmt3b（Ad-3b）あるいはDnmt3a（Ad-3a）をマウス肝臓初代培養細胞に過剰発現し、MIAMI法によりゲノムワイドなDNAメチル化変化を解析した。Ad-3b過剰発現とAd-3a過剰発現ではAd-3bによるDNAメチル化作用の方が強いことがバイサルファイト法により確認された。バイオインフォマティクス解析したところ、Dnmt3b特異的遺伝子ではCANAGCTGの配列が、Dnmt3b とDnmt3aの両者によりメチル化される遺伝子ではCCGGWNCSCの配列が濃縮されていることが明らかになった。肝細胞ではDnmt3bが主要なDNAメチル化酵素であり、肝臓における遺伝子発現制御に関与することが示唆された。
一方、胎児期・乳児期の栄養環境は成長後の肥満・生活習慣病の発症に影響すると考えられている。核内受容体リガンドの中には脂質代謝を変化させることが報告されているものがある。本研究では大豆イソフラボンであるダイゼインを妊娠期・授乳期の母マウスに腹腔内投与し、仔マウスの表現型に及ぼす影響を観察した。その結果、ダイゼインにより生後16日齢の仔マウスの体重および脂肪組織重量の減少が認められた。また高脂肪食を与えた場合においても仔マウスの体重増加は抑制された。さらに表現型を解析中である。

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

研究計画に基づき、順調に進展している。今後、さらなる解析を進める。

今後の研究の推進方策

研究計画に大きな変更はない。in vivoとin vitroの実験を組み合わせ、解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Endothelial PGC-1α mediates vascular dysfunction in diabetes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sawada N, Jiang A, Takizawa F, Safdar A, Manika A, Tesmenitsky Y, Kang KT, Bischoff J, Kalwa H, Sartoretto JL, Kamei Y, Benjamin LE, Watada H, Ogawa Y, Higashikuni Y, Kessinger CW, Jaffer FA, Michel T, Sata M, Croce K, Tanaka R, Arany Z.
  • 雑誌名: Cell Metab. 巻: 19 ページ: 246-58
  • DOI: 10.1016/j.cmet.2013.12.014.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paternal allele influences high fat diet-induced obesity. (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Morita, T. Horii, M. Kimura, Y. Arai, Y. Kamei, Y. Ogawa, I. Hatada.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 ページ: e85477
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0085477
  • 査読あり
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated branched-chain amino acid metabolism in the skeletal muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatazawa, M. Tadaishi, Y. Nagaike, A. Morita, Y. Ogawa, O. Ezaki, T. Takai-Igarashi, Y. Kitaura, Y. Shimomura, Y. Kamei*, S. Miura*
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 ページ: e91006
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of DNA methylation change induced by Dnmt3b in mouse hepatocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, Y. Kamei*, T Ehara, X Yuan, T Suganami, T Takai-Igarashi, I Hatada, Y. Ogawa.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 434 ページ: 873-8
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.04.041.
  • 査読あり
• [学会発表] 胎仔期、新生仔期の核内受容体リガンド投与が仔マウスの肥満表現型に及ぼす影響の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤沙耶、生木裕也、畑澤幸乃、亀井康富
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西支部第483回講演会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20140201-20140201
• [学会発表] 生活習慣病とエピジェネティクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 京都大学農学研究科食品生物化学専攻 招待セミナー
  • 発表場所: 京都府宇治市
  • 年月日: 20131113-20131113
  • 招待講演
• [学会発表] 生活習慣病とエピジェネティクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第１３回抗加齢医学の実際 日本抗加齢医学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京都品川区
  • 年月日: 20130916-20130916
  • 招待講演
• [学会発表] 肝臓脂質代謝のエピジェネティクス制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第67回日本栄養・食糧学会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
  • 年月日: 20130525-20130525
  • 招待講演
• [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室
  • URL: http://nutrition.life.kpu.ac.jp/