脱共役蛋白質によるエネルギー代謝の調節と物質(糖・アミノ酸・脂肪酸)代謝への影響

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660265
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 木村 和弘 北海道大学, 大学院・獣医学研究科, 助教授 (30192561)
• Keywords: 脱共役タンパク質(uncoupling protein : UCP) / 代謝的熱産生 / 再生肝 / 糖代謝 / アミノ酸代謝 / 脂質代謝 / ケトン体 / 細胞呼吸

Research Abstract

脱共役タンパク質UCP2の肝臓での発現がエネルギー代謝調節および物質(糖・アミノ酸・脂肪酸)代謝にどのような影響を与えるか明らかにするため、肝部分切除後の再生肝を用いて、脂肪酸の酸素消費、糖・アミノ代謝に対する影響を肝臓灌流法を用い検討した。再生肝では対照に比べ、UCP2mRNAおよびUCP2タンパク質が高発現しており、免疫組織化学法によってUCP2の肝細胞での発現が確認された。再生肝では脂肪酸からの酸素消費やケトン体生成が促進し、ケトン体生成1モル当りの酸素消費量は対照に比べ有意に高かった。しかしながら、ミトコンドリア内のNADH/NAD比(β-ヒドロキシ酪酸/アセト酢酸比)は有意に抑制されており、この結果はUCP2が脂肪酸の酸化に伴いより大量に産生されたH_+を効率的に除去したためと考えられた。またミトコンドリア内のNADH/NAD比の低下によって、乳酸およびピルビン酸の放出比が変化し、糖新生は抑制された。さらに、再生肝では脂肪の蓄積が見られ、余剰エネルギーは脂肪へ変換されていると考えられた。
以上の結果から、UCP2は脱共役機能によってミトコンドリア内のレドックス状態を変化させることによって物質代謝の流れを大きく変化させていると思われる。またATPレベルはUCP発現とは関係なく調節されていたことからUCP2は直接エネルギー代謝には影響しないものと考えられた。
今後は、肝臓におけるUCP2発現調節機構を中心に検討を行なう。