Elucidation of the overall mechanism of metabolic syndrome by high-precision comprehensive protein quantification

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K11616
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 永井 宏平 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (70500578)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸田 邦博 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (30412703)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肥満 / 定量プロテオミクス / メタボリックシンドローム / 高脂肪食誘導肥満マウス / 肝臓 / 脂肪組織

Outline of Annual Research Achievements

これまでに、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、臓器を採取した。実験①では、最終日に16時間の絶食を行い、実験②では、最終日にHFD群の餌を普通食に置き換え、両群の餌の摂取状況を統一した。昨年度までに、SWATH-MS法を用いて、肝臓のタンパク質の網羅的なタンパク質定量を行った。実験①では、HFD群では、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、①脂肪酸合成、②TCA回路、③糖新生経路にかかわる酵素の量が減少した。一般的に、Ⅱ型糖尿病患者ではインスリン抵抗性により、グリコーゲンの蓄積が進まず糖新生が亢進することが報告されている。今回の結果より極初期のメタボリックシンドロームでは逆に糖新生の進行が抑制されていることが示された。実験②では、ND群とHFD群間では肝臓のタンパク質定量データ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。。
本年度は、実験②における肝臓のタンパク質定量データの再解析を試みた。MSデータを手動操作による補正し、定量可能なタンパク質の量を増加させた。その結果、両群で1.5倍以上増減したタンパク質を18種類見出すことができた。中でもケラチンと相互作用して肝臓保護作用を示すことが報告されているEpiplakinがHFD群で約1.9倍減少することを見出した。また、本年度は脂肪組織における定量プロテオミクス解析も実施した。その結果、両群で1.5倍以上差が見られたタンパク質を7種類見出すことができた。中でも、シグナル伝達系に関わるASPHがHFD群で2.4倍増加した。この2種類のタンパク質は、これまでに肥満との関連は報告されておらず、新規な生活習慣病の治療標的になりうると考えられた。