結核菌感染による脂肪組織の機能変動を介したメタボリックシンドローム病態変化

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K01826
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 稲福 征志 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 協力研究員 (90457458)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: BCG菌 / 脂肪細胞 / 肝臓細胞 / 肥満

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究において、結核菌感染モデルはプロトタイプとしてBCG菌を用いて、結核菌感染によって肥満モデルマウスの脂肪肝が顕著に改善することを見出している。当該年度においては、結核菌感染によって影響を受ける分子機序を解析するために、BCG菌と共に肝臓細胞または脂肪細胞を培養した際の細胞の変化について解析を行った。肝臓細胞としてはヒト肝ガン細胞HepG2を、脂肪細胞としてはマウス3T3-L1細胞を用いた。BCG菌と共に24時間培養した細胞を用いてトランスクリプトーム解析を行ったところ、肝臓細胞においては遺伝子発現の変動が認められなかった。しかし、以前の研究においては、脂肪酸暴露によって誘導されるHepG2細胞のインスリン抵抗性が、BCG菌との共培養によって抑制されることが確認されている。従って、BCG菌によって齎される肝臓細胞の遺伝子発現の変化は僅かであるが、脂質代謝異常時には十分に効果を発揮すると考えられた。一方、脂肪細胞にいては遺伝子発現が顕著に変動しており、発現量が二倍以上に上昇していたのは約180遺伝子、二倍以下に低下していたのは67遺伝子であった。従って、結核菌に感染した際には、免疫細胞を除いては、脂肪細胞が非常に大きな影響を受けることが示唆された。BCG菌と共培養した脂肪細胞において発現上昇が認められた遺伝子の殆どは、免疫調整に関与するものであった。一方で、脂質合成に関する遺伝子発現は大きく変動はしていなかったが、その殆どは70～80％の低下を見せていた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該申請研究においては、培養細胞を用いてBCG菌との接触によって機能性が変動する細胞群についての基礎的解析を行い、脂肪細胞がBCG菌によって影響が大きく表れる細胞群であり、更には結核感染によって脂肪組織に大きな影響がもたらされることが示された。また、トランスクリプトーム解析によって、BCG菌が接触した脂肪細胞内における代謝変動についての基盤的データを得ることが出来てた。従って、当該年度の達成度は「おおむね順調に進展している」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

当該年度においては、BCG菌によって脂肪細胞に大きな変化が生じており、その機能性が変動して肥満病態に影響を与えることが示唆された。従って、今後の研究としては、脂肪細胞に焦点を当てて、トランスクリプトーム解析データを基にした機能変動分子メカニズムの解析を行い、その情報に基づいて研究を進展させる。具体的には、肥満マウスの脂肪組織内におけるBCG菌の分布や偏在、ならびに脂肪細胞と免疫細胞の機能学的な変化を解明する。

Causes of Carryover

当初はトランスクリプトーム解析委託ならびに解析用試薬のために予算を使用する予定であったが、キャンペーンなどにより大幅な使用予算の節約ができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

上記トランスクリプトームデータを解析するために必要となるソフトウェア購入やマウスからの脂肪細胞分離技術に必要となる消耗品の購入に使用する予定である。