2019 Fiscal Year Research-status Report
肥満発症過程における視床下部ガングリオシドの量的・質的変化と受容体機能調節機構
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18K06662
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| Research Institution | Tohoku Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
稲森 啓一郎 東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (70710375)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ガングリオシド / GM3 / 視床下部 / 高脂肪食負荷 / レプチンシグナル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、肥満発症過程において生じる視床下部の各種ストレスおよび炎症がガングリオシド分子種の量的・質的変化をもたらし、それにより摂食・代謝調節機能に重要な受容体シグナルに影響を与える可能性を検討することで、肥満発症過程でのエネルギー恒常性維持機構におけるガングリオシドの役割を明らかにすることを目的としている。そのため、高脂肪食摂取により誘導される視床下部ストレスにおけるGM3関連ガングリオシドの発現変化について調べ、特異的に変化する分子種が見られたら、ガングリオシドの発現変化がレプチン－メラノコルチン系およびインスリン受容体を介した摂食・代謝調節シグナルに与える影響について検討を行う計画である。KKマウスを用いて4週間および8週間の高脂肪食負荷により視床下部炎症の指標としてTNF-α遺伝子の発現上昇が確認でき、KK/GM3S KOマウスにおいてはその発現上昇が有意に抑制されていた。一方、ガングリオシド合成に関わる糖転移酵素遺伝子群の発現については大きく変化するものは見いだせなかった（昨年度報告）。
今回、高脂肪食負荷（4週間）による糖脂質発現に関して、新たに採取した視床下部サンプルをFolch法にて抽出し脂質解析を行った。しかし、ガングリオシドの明らかな発現変化は見いだせなかった。一方、糖脂質関連遺伝子および摂食・代謝に関わる遺伝子の網羅的な発現解析のため、再度KKおよびKK/GM3S KOマウスに対して通常食（ND）と高脂肪食（HFD）負荷を行い、視床下部サンプルを採取、TNF-α遺伝子の発現上昇を再確認したのちRNA-Seq解析を行った。その結果、糖脂質生合成に関与する遺伝子およびレプチンシグナルの調節に関与する可能性のある特定の遺伝子において発現変化が見られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
視床下部の遺伝子発現解析を進めながら糖脂質解析を試みてきたが、従来行ってきた脂質抽出条件ではサンプルスケールの違い等からうまくいかず、条件検討に予想以上に時間を要した。
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| Strategy for Future Research Activity |
視床下部の糖脂質解析を行ったが、期待していたような目立った発現変化は見られなかった。そのため、当初は変化が見られた糖脂質分子の機能を探る計画であったが変更し、GM3関連ガングリオシドを欠失したGM3S KOマウスにおける野生型との違いに着目し、研究を進めていく。今回の遺伝子発現解析から、糖脂質生合成に関与する別の遺伝子の発現がKOマウスでは大きく増加し、それが高脂肪食負荷によって野生型と同レベルに下がる現象がみられた。一方、レプチンシグナルの調節に関与する可能性のある遺伝子においては、野生型マウスでは高脂肪食負荷によって大きく発現が減少するのに対し、KOマウスではほぼ変化がみられなかった。今後、これらの発現変化の意義とガングリオシドの機能、そしてそれを介した摂食・代謝調節の可能性について、視床下部由来神経細胞株（野生型およびGM3S KO）等を用いて解析していく。
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| Causes of Carryover |
本年度は、研究室の共通試薬、抗体などを使用したケースもあり、前年からの繰越分を含まない当初の予定使用額に近かった。次年度においては、さらに必要なマウス、高脂肪食餌や未検討の抗体・リガンド、アッセイ用キット等を順次購入していき、効率よく進めていく。
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