2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the overall mechanism of metabolic syndrome by high-precision comprehensive protein quantification
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20K11616
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
永井 宏平 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (70500578)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岸田 邦博 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (30412703)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 定量プロテオミクス / 肥満 / メタボリックシンドローム / 肝臓 / 質量分析 / SWATH |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は脂肪と糖質の割合のみが異なる普通食（ND）と高脂肪食（HFD）をC57BL/6Jマウスに5週間摂取させて初期のメタボリックシンドロームの状態に誘導し、16時間の絶食の後に採血と肝臓、脂肪組織、小腸組織の採取を行った。このうち、肝臓の定量プロテオミクス解析を実施し、絶食時には、脂肪組織から流入した脂肪の分解、アセチルCoAからのケトン体の合成、TCA回路の抑制と解糖系の更新などが起こることが知られているが、HFD群ではND群に比べて、①脂肪酸のβ酸化、②ケトン体やコレステロールの合成に関わる酵素の量が増加した。ここから、極初期のメタボリックシンドロームでは糖新生の進行が抑制されており、脂肪分解で生じたグリセロールからピルビン酸に至る経路上の代謝物が蓄積している可能性が考えられた。
令和3年度は、NDとHFDをC57BL/6Jマウスに同じく5週間摂取させた後、最終日に絶食を行わずに、両群共にND食を摂取させることで条件をそろえ、昨年度と同様に肝臓の定量プロテオミクス解析を行った。その結果、本条件では、ND群とHFD群間では肝臓プロテオームプロファイルに大きな違いは存在せず、脂肪酸分解や合成反応に関する酵素など脂肪の蓄積量を反映した変化しか見いだせなかった。ここから、メタボリックシンドロームにおける代謝異常は空腹時における異常が引き金となっている可能性が示唆された。
また、令和3年度は、他に高脂肪食の摂取期間を10週に伸ばして同様の実験を行い、肝臓プロテオームの測定を実施しており、現在解析を進めている。他に令和2年度3年度に採取した脂肪組織や小腸組織のプロテオーム測定も進めデータの蓄積を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に肝臓の定量プロテオミクス解析の手法を確立できたことから、肝臓のプロテオミクス解析について先行して解析が進んでいる。現在までに、極初期のメタボリックシンドロームにおける代謝異常についての知見を得ることができている。最終日のマウスの栄養状況が肝臓プロテオームに与える影響が大きいことが判明し、「絶食時」と「非絶食時」に分けて解析することが重要であることが分かったため、最初の計画に入れていなかった実験を追加で行った。そのため、肝臓以外の臓器の解析が少し遅れているが、データの蓄積自体は順調に進んでおり、最終年度に解析を行う予定である。以上のことから、「概ね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、高脂肪食の摂取を10週間に伸ばして代謝異常が進行したマウスにおける肝臓プロテオミクス解析を行う。5週の結果と比較することで、代謝異常が進行していくメカニズムの解明を試みる。また、得られた仮説をウエスタンブロットやリアルタイムPCRなどを用いて検証する実験を行う。
更に、肝臓以外の脂肪組織や小腸組織の定量プロテオミクスデータを分析し、高脂肪食摂取の影響を調べていく。肝臓 - 脂肪組織 -小腸組織の変化を包括的に捉え、体全体で代謝異常が進行していく過程を明らかにしていく。
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