【研究領域課題番号】21H02976 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / 肥満 / 脂肪肝

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究領域課題番号】20K17528 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

性差 / 骨格筋 / 内分泌 / 多臓器連関 / 代謝異常 / 糖尿病 / 脂質異常症 / 加齢 / サルコペニア / 肥満 / グルココルチコイド受容体 / EPA / 代謝 / 臓器連関

【研究成果の概要】

個体レベルのエネルギー代謝や体組成は多くの要素・調節系の複雑な連関によって制御され、かかる制御は性や栄養状態など個体条件と密接に関連しながら、エネルギー代謝異常の病態にも関わると考えられるが、その詳細は不明である。本研究では、骨格筋代謝における性の意義と個体の代謝システムの性差の解明を目指し、種々の代謝変容モデル・遺伝子改変動物を用いて、解析を進めている。
前年度までに骨格筋のグルココルチコイド受容体(GR)シグナルに性差があることを見出しており、かかる知見に立脚しながら、本年度はとくに雌雄の肥満モデルマウスにおける検討をおこなった。すなわち、骨格筋特異的GR遺伝子破壊マウス(GRmKO)とコントロールマウスとを用いて、肥満病態における骨格筋GRシグナルの意義の性差を、全身の代謝への影響とともに明らかにすることを目指した。
コルチコステロン慢性投与あるいはob/obマウスでの肥満の経過における、臓器重量、耐糖能、血液生化学(インスリン、コルチコステロンなど内分泌学的評価を含む)の変化などを時系列データとして採取し、諸臓器のマルチオミクスデータと合わせて解析した。肥満が誘導されると、骨格筋GRの下流シグナルが変容し、かかる変容は骨格筋代謝のみならず遠隔臓器の代謝にも影響すること、そのネットワーク変容の様式には性差があることを見出した。骨格筋グルココルチコイドシグナルを起点とする全身の内分泌環境変化の性差は糖尿病や脂肪肝、筋萎縮とも関わることを見出しており、その詳細の解析を進めている。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】19K14456 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肥満 / マインドフルネス / 糖尿病 / 生活習慣病 / 心理的介入

【研究成果の概要】

研究の目的にある「I肥満症・II型糖尿病患者のBMIとマインドフルネスな食行動に関連があるか」を明らかにするために、ある企業で、就業環境における肥満とマインドフルな食行動に関する縦断研究を始める準備を行った。企業内の法務部及び当院倫理委員会、臨床研修推進委員会とも協議し、下記の研究を行うことで同意が得られ、2020年度に実施予定であったが、コロナ禍に伴い2021年度にずれ込んだ。実施のために、企業と当研究室において業務委託契約を結ぶ手続きを行った。研究概要：肥満及びその他の生活習慣病発症（メタボリックシンドローム、高血圧、高脂血症、耐糖能異常）に影響を与える生活習慣因子及び心的因子を明らかにすることを目的とする。精神状態や食行動傾向が生活習慣病のリスク因子であるかどうかを明らかにするためには追加調査が必要であり、本研究では、2019年に行われた調査の時と同様の項目内容を2020年度、2021年度、2022年度および2023.2024年度の定期健康診断からデータ提供頂き、自己記入式アンケートによる質問票を記入してもらい、肥満及びその他の生活習慣病とリスク因子の関係について検討する。
研究目的の2番目である、食行動に焦点を当てたマインドフルネス的介入の治療者マニュアルの開発海外のマニュアルをもとに、本邦の特徴に合わせた治療者マニュアルを作成するために、企業内で17名に対してマインドフルネス的な健康支援を行い、その結果を解析し、論文化を進める。その結果を踏まえ、RCTに向けて研究計画書を作成し、UMIN登録を行った。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究領域課題番号】18K15197 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オステオポンチン / 心筋梗塞 / 心不全 / マクロファージ / 内臓脂肪 / 肥満 / 糖尿病 / 炎症

【研究成果の概要】

本研究で、オステオポンチン（OPN）が心筋梗塞後の組織修復時に、死細胞のクリアランスと菲薄化した梗塞巣の線維化の両方を促進するために不可欠な役割を果たし、心筋梗塞後梗塞巣特異的に増加するGalectin-3hiCD206+マクロファージが心臓におけるOPNの主な供給源であることを解明した。心筋梗塞後の心臓マクロファージにおけるSpp1（OPNをコードする遺伝子）転写活性化には、IL-10とM-CSFは相乗的に作用して心臓マクロファージのSTAT3とERKを活性化し、その結果、Galectin-3とMerTKの発現を上昇させて、OPN産生マクロファージの機能的成熟につながることが明らかになった。

【研究の社会的意義】

虚血性心不全をはじめとした心不全の予後は進行癌と同様にきわめて予後不良である。
本研究では、心筋梗塞後創傷治癒過程におけるオステオポンチンの役割や産生細胞及びその分化機序を解明した。また、オステオポンチンをコントロールすることにより心筋梗塞後創傷治癒を促進し、心不全の病態を改善させる可能性を示した。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】複雑系疾病論

【研究領域課題番号】18KT0017 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

複雑系 / 代謝 / グルココルチコイド受容体 / 臓器連関 / 肥満 / サルコペニア / 骨格筋 / 性差 / 代謝学 / 内分泌学 / オミクス / 生活習慣病 / 糖尿病 / 数理科学 / エネルギー代謝 / 多臓器連関 / グルココルチコイド / 遺伝子発現 / 体組成 / 情報科学

【研究成果の概要】

個体のエネルギー代謝や体組成は多くの要素・調節系の複雑な連関によって制御され、その様式は個体の状況によっても変動する。このような代謝の複雑系は、肥満や糖尿病、サルコペニアの病態においても重要と考え、その理解を目指して、複数の代謝変容モデルマウスにおける数理解析と分子生物学的検証を進めた。肥満での体内の過剰な脂肪蓄積の一部が、骨格筋のグルココルチコイドシグナルおよびその制御下で生じる高インスリン血症により誘導されること、また、加齢早期のサルコペニア変化には筋線維移行を伴う筋力低下があり、個体の代謝を調節する栄養学的介入がその防止に有効であることを見出した。かかる生体の仕組みには、性差を認めた。

【研究の社会的意義】

肥満や加齢のマウスモデルの解析を通じて、個体の代謝システムの規則性を創る本質的な因子の同定が進むとともに、代謝システムが状況に応じて変容すること、個体背景によって異なること、についての理解が進んだ。本研究で志向した複雑系解析と分子生物学の融合という手法の有用性も明らかとなった。エネルギー代謝に関わる各種の病態（肥満、加齢、糖尿病、脂肪肝、筋萎縮など）の新しい予防法および治療法の開発、とくに個別化医療の実現にも貢献する知見が得られたと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-07-18 - 2022-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究領域課題番号】18K16192 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脂肪細胞 / 転写制御 / 遠位エンハンサー / クロマチン3次元構造解析 / 糖尿病 / 肥満 / エピゲノム

【研究成果の概要】

脂肪細胞分化において重要な役割を果たすPPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御機構は不明であった。本研究ではクロマチン3次元構造の視点からゲノムワイドにバイアスなく脂肪細胞特異的な遺伝子発現制御機構を解明する目的で、3C法と次世代シークエンサーの組み合わせによるPromoter Capture Hi-C法によりプロモーター・エンハンサー間の近接関係の網羅的な解析を行い、3C法で見出していたC/EBPα遺伝子のプロモーターと下流の遠位領域との間の近接関係が確認されたことに加えて、新たなゲノム領域との間に近接関係が存在することが示唆された。

【研究の社会的意義】

次世代シークエンサーを用いた転写因子の結合領域やヒストン修飾領域のゲノムワイドな解析から、遺伝子発現の制御領域（エンハンサー）が遠位領域などゲノム上に広範囲に分布ことが明らかとなってきた。遠位エンハンサーは標的遺伝子のプロモーターとの間にクロマチンループを形成し、3次元空間上で近接して直接に相互作用することで発現制御を行うと考えられている。本研究はクロマチン3次元構造といった新しい視点からゲノムワイドにバイアスなく脂肪細胞特異的な遺伝子発現制御機構を解明する試みであり、新たな知見が得られることが期待される。

【研究種目】若手研究

【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究領域課題番号】18H02860 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / 肥満

【研究成果の概要】

M2a-subtypeマクロファージの活性化には、これまで知られていたIL-4/STAT6経路に加えて、IL-4/Irs2/Aktの経路が必須であった。肥満状態ではIL-4/STAT6経路は保たれているが、高インスリン血症によるIRを介したIrs2の発現低下により、選択的にIL-4/Irs2/Akt経路が障害され、その結果、FoxO1/NCoR1/HDAC3のcorepressor complexの安定性が増すことにより、M2a-subtypeマクロファージの活性化が減弱することが明らかとなった。

【研究の社会的意義】

生理的状態においては、M2a-subtypeマクロファージは脂肪細胞の恒常性維持に重要な役割を果たしていると考えられるが、高インスリン血症が持続すると、病的な脂肪細胞肥大化の亢進は脂肪細胞のインスリン感受性を落としM1マクロファージの浸潤や活性化を惹起し、M2a-subtypeマクロファージの活性化も低下するため、インスリン抵抗性を呈するようになると考えられる。高インスリン血症をきたさない治療が重要であることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究領域課題番号】18H02812 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

炎症制御 / 線維化制御 / 心不全 / 慢性腎臓病 / 糖尿病 / 慢性炎症 / オステオポンチン / 免疫老化 / 線維化 / 糖尿病性腎臓病 / 肥満 / 老化 / 飽和脂肪酸 / T細胞

【研究成果の概要】

内臓脂肪組織に脂肪が蓄積するとマクロファージを中心とした免疫細胞が浸潤して慢性炎症が生じる。我々は、内臓脂肪組織の慢性炎症には、老化したT細胞から分泌されるオステオポンチンが関与していることを見出した。本研究では、PD-1を標的として老化したT細胞を除去することによって糖代謝が改善することを明らかにした。この方法だと活性化したT細胞も除去することになり好ましくない。オステオポンチンの転写活性の制御こそが治療標的としては重要である。内臓脂肪肥満のみならず心筋梗塞や糖尿病性腎臓病でも観察されるオステオポンチンの転写活性の活性化機序と制御機構を明らかにすることを試みてきた。

【研究の社会的意義】

肥満にともなうメタボリック症候群は、心筋梗塞、慢性腎臓病、心不全を引き起こし、健康長寿の妨げになる。これらの併存疾患の発症を予防するためには、肥満に伴う全身の炎症状態を軽減する必要がある。我々の研究は、オステオポンチンが心血管内分泌疾患発症を予測する、あるいは、治療効果を予測するバイオマーカーとして有用であることを明らかにしただけでなく、治療標的としても有望であることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】応用微生物学

【研究領域課題番号】17H04620 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腸内フローラ / Dysbiosis / 現代食 / 生活習慣病 / 肥満 / 糖尿病 / バクテロイデス / 胆汁酸 / 腸内細菌叢 / アジア人 / インドネシア / モンゴル / ２型腸尿病 / 応用微生物学 / アジア / 食 / マイクロバイオーム

【研究成果の概要】

アジア人の近年の食習慣の変化は著しく、それにともない生活習慣病が急増している。そこで、我々は、食と健康のインターフェースとして注目される腸内フローラをインドネシア、モンゴル、タイ、フィリピンと共同で行うことにした。特に、肥満患者と２型糖尿病患者の食と腸内細菌叢について調査した。インドネシアの調査では、肥満患者にて、短鎖脂肪酸生産菌などの有益菌が減少して、多様性が低下したDysbiosis様の腸内細菌叢が観察された。２型糖尿病患者では、Bacteroides属の増加とそれに伴う抱合型胆汁酸の低下が観察された。つまり腸内細菌叢の重要な機能がこれらの生活習慣病患者から失われつつあることが示された。

【研究の社会的意義】

アジアにはユニークで優良な食文化が多く存在するが、食のグローバル化により、現代食にどんどん置き換わってきている。その影響を直に受けるのは、我々の腸内に共生する細菌群である。今回の調査で、その事実を明確に世に示した。高脂肪食とともに肥満をきたしたインドネシアの人々の腸内フローラからは、数々の有益菌が減少していた。一方、糖尿病患者からは、抗糖尿病薬の効果で知られる腸内細菌叢の改善が検出された。このような、現在進行形でアジア人に起きる腸内フローラの変調に関する情報は、今後、アジア人が食のグローバル化にどのように対応すべきか考える上で大変重要な知見であり、本国際共同研究の継続が今後ともに望まれる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】17K15612 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インスリン受容体基質 / 肝癌 / インスリンシグナル / シグナル伝達 / 糖尿病 / 肥満

【研究成果の概要】

肝癌では種々のシグナル経路が活性化していることが知られている。多くの疫学研究で肥満や糖尿病と肝癌の強い関連が報告されているが、肥満と糖尿病に共通するのはインスリン抵抗性に起因する高インスリン血症である。肝癌形成におけるインスリンシグナルの寄与は不明な点が多いため、両シグナル上流に位置するインスリン受容体基質(Irs)1、Irs2に着目し、肝臓特異的Irs1欠損マウス、肝臓特異的Irs2欠損マウスに薬剤で肝癌を誘発し表現型を解析した。一連の解析の結果、肝癌形成時にWnt経路の亢進により発現増加したIrs1がインスリンシグナルの活性化に関与し、肝癌進展において重要な役割を担う可能性が示唆された。

【研究の社会的意義】

LIrs1KO、LIrs2KOマウスは通常食下では脂肪肝を伴わず、正常耐糖能に近いことが先行研究や本研究で明らかになっている。高血糖や脂肪肝は肝癌の増悪因子であることが報告されているが、今回我々は、LIrs1KO、LIrs2KOマウスにDENで肝癌を誘発し、通常食下で観察することにより、高血糖や脂肪肝などの肝癌発症における交絡因子を除外した状態でインスリンシグナル関連分子の肝癌形成における役割を評価できた。LIrs1KOマウスで肝癌の進展が抑制されたことを踏まえると、今後Irs1が肝癌治療の分子ターゲットになる可能性もあると考えられた。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【配分額】3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】16K19546 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インスリン抵抗性 / 腸管免疫 / 肥満 / 糖尿病 / マクロファージ / 樹状細胞 / T細胞

【研究成果の概要】

食事や腸内細菌と密接に関わる、腸管免疫特に腸管樹状細胞や腸管CD4+T細胞に着目して、新規の糖・エネルギー代謝制御メカニズムを検討した。腸管樹状細胞Nlrp10と腸管T細胞Foxoの機能解析を行うため、樹状細胞特異的Nlrp10欠損マウスとCD4細胞特異的Foxo1Foxo3遺伝子改変マウスを作製し代謝表現型を解析した。樹状細胞特異的Nlrp10欠損マウスは、高脂肪食負荷に伴い耐糖能が悪化し、CD4細胞特異的Foxo1Foxo3遺伝子改変マウスは高脂肪食負荷に伴い耐糖能が改善した。今後、樹状細胞Nlrp10およびCD4+T細胞Foxoの標的遺伝子およびその制御メカニズムの検討を続ける。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】16H05292 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胆汁酸 / 腸内細菌 / 糖尿病 / 肥満 / 消化器 / 代謝

【研究成果の概要】

近年、胆汁酸は単に脂質の消化吸収を促進するだけでなく、生体内シグナル分子として代謝を調節していることが明らかになった。胆汁酸応答性の異なる２種系統マウスに胆汁酸を投与した際の代謝の差異に加えて、腸内細菌の影響を解析する目的で、抗生物質を投与し腸内細菌叢を変化させ、胆汁酸組成、マイクロアレイ、腸内細菌叢解析などオミックス解析行った。その結果、２種系統マウスの胆汁酸による肥満・糖尿病抑制効果の有無には遺伝的背景による胆汁酸・脂質・コレステロール代謝の差異に加え、腸内細菌から代謝される胆汁酸組成の変化がそれぞれ相互的に作用し、複雑に影響を与えていることが明らかになった。

【研究の社会的意義】

２系統マウスを用いた研究はR.Khan らによって精力的に行われ、PKC-δなど糖尿病を誘発する原因遺伝子の同定が行われてきたが、根本的なメカニズム解明には至っていない。しかしながら、我々が見出した2 系統マウスにおける胆汁酸応答性による生活習慣病発症差異に加えて、胆汁酸代謝-腸内細菌-宿主遺伝的背景という新たな視点から本研究を推進することで、人の個人的発症差異が存在する生活習慣病誘発の根本的な原因を抽出することができ、全く新しいストラテジーに基づく個別化予防・治療法の提唱に結びつけることができると考えている。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】16K09510 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肥満 / インスリン抵抗性 / S100A8 / 冠動脈疾患 / サイトカイン / 心不全 / 糖尿病 / S100A8蛋白 / アディポカイン / メタボリックシンドローム / 脂肪組織炎症

【研究成果の概要】

本研究はメタボリックシンドローム及び心血管疾患におけるS100A8の機能を明確にし、さらにはS100A8が組織炎症を惹起する分子機構、S100A8を介するシグナルを明らかにすることで新規治療を開発することを目的としている。我々が作成した脂肪細胞特異的S100A8ノックアウト（KO)マウスを用いて、高脂肪食負荷を行い、野生型マウスと比較してインスリン抵抗性に差が認められ、KOマウスの脂肪組織の解析をRNAの発現やファックス解析等行うことで、S100A8の脂肪細胞やマクロファージへのシグナルに関与する因子を同定することができた。これによりKOマウスのインスリン抵抗性が改善することが明らかになった。

【研究の社会的意義】

S100a8という新しいアディポカインに着目して脂肪炎症のメカニズムの一端を明らかにできたこと、また脂肪細胞特異的な遺伝子改変マウスを用いて個体での機能を解析することによって、メタボリック症候群における病態的意義を解明できた点で意義があったと考える。加えて、心血管病態も含めて、治療標的としてのS100A8とそのシグナルの有効性を検討し、創薬へのステップを進めることができた点でも臨床的に意義があったと考える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】産婦人科学

【研究領域課題番号】16K20174 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エストロゲン / 中枢神経系 / 肥満 / 女性ホルモン / 褐色脂肪 / 糖尿病 / 中枢神経 / シグナル伝達 / 性ステロイドホルモン

【研究成果の概要】

本研究では、閉経後女性が肥満をきたすメカニズムについて、動物モデルを用いて検討した。エストロゲン受容体rapid, non-genomicシグナル特異的ブロックマウスは、野生型マウスに比べ体重増加をきたし、自発的活動性と熱産生が低下し、白色脂肪組織の褐色化(ベージュ化)が抑制されており、脳視床下部において脱リン酸化酵素であるPP2Aの活性が低下していた。本マウスにPP2A活性化薬を脳室内投与すると肥満が改善した。以上から、エストロゲン受容体rapid, non-genomicシグナル経路が、中枢神経系のPP2Aの活性化を介してエネルギー代謝に関わっていることが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】食生活学

【研究領域課題番号】15K00883 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コーヒー / 生活習慣病 / 予防薬学 / 糖尿病 / 抗炎症 / 肥満 / IRS1 / Nrf2 / 焙煎 / 認知症 / 白内障 / 炎症 / 大腸がん

【研究成果の概要】

習慣的なコーヒー摂取が、肥満や炎症に関連して生じる生活習慣病の発症リスクを低下させる可能性が報告されている。我々は、前駆脂肪細胞3T3-L1を用いて、コーヒー豆焙煎成分がインスリンシグナル経路のアダプター分子IRS1の分解を促進することにより、肥満の要因である脂肪細胞の分化を抑制することを見出した。また、コーヒーの抗炎症効果に関して、コーヒー豆焙煎成分がＬＰＳ誘発マウスマクロファージ細胞の炎症反応を抑制することを見出し、その効果は、Keap1の不活性化による転写因子Nrf2の活性化によることを見出した。以上の結果は、コーヒーの喫飲による生活習慣病予防効果の分子論的解明につながる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】15K09399 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / 2型糖尿病 / β細胞量 / 肥満 / 日本人 / 膵内分泌細胞 / 組織学

【研究成果の概要】

本検討の目的はヒト（日本人）でのβ細胞量の生理的、病的変化を明らかにし、その調節機構を解明することである。我々は剖検膵標本および膵摘出術を施行された患者の膵組織を用いて、日本人における膵α・β細胞量の肥満や糖尿病における変化を検討し、2型糖尿病ではβ細胞量が46%減少していることを報告した（J Clin Endocrinol Metab 2016）。また動物では膵内脂肪蓄積がβ細胞障害を惹起することが示されているがヒトではその関与は少ないことを報告した（J Clin Endocrinol Metab 2017）。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】15K09378 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / 肥満 / 脂肪細胞 / 遺伝子 / 転写制御 / 高次クロマチン構造 / ゲノム編集 / 発生・分化

【研究成果の概要】

脂肪細胞分化において重要な役割を果たすPPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御機構は不明であった。ChIP-seq解析により、C/EBPα遺伝子の遠位領域にPPARγ結合部位のクラスターを同定し、これらの領域はスーパーエンハンサーを形成していた。さらに遠位エンハンサーとプロモーターにゲノムのループ構造の形成に関わるCTCFの結合部位を見出した。4C-seqや3C法では、遠位エンハンサーとプロモーター間に分化により増強する近接関係を認めた。PPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御において、CTCFを介したスーパーエンハンサーを有するクロマチンループの形成が重要である可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】15H04825 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

免疫老化 / 肥満 / T細胞 / マクロファージ / 高脂肪食 / 内臓脂肪 / Ｂ細胞 / 養子免疫細胞移入 / 糖尿病 / 慢性炎症 / 老化 / オステオポンチン / 加齢 / 細胞老化 / メタボリックシンドローム

【研究成果の概要】

肥満が見た目だけでなく内臓の老化を加速させるメカニズムを解明した。高脂肪食負荷マウスの内臓脂肪でCD4 T細胞の一部（CD44hiCD62LloCD4+ T細胞）が、本来加齢マウスで出現する細胞老化の性質を獲得すること、この細胞老化がB細胞依存的に起こること、さらに、Senescence associated secretory phenotype (SASP)としてのオステオポンチンの大量分泌を介して、内臓脂肪組織の慢性炎症と全身のインスリン抵抗性に関与していることを発見した。今後、老化したTリンパ球集団を標的とした生活習慣病の発症予防をめざす治療法の開発につながることが期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】26293219 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

代謝 / 糖尿病 / Pin1 / インスリン / プロリン異性化酵素 / メタボリックシンドローム / 肥満 / シグナル伝達 / 肝細胞 / LUBAC / TFG / メタボシックシンドローム / インスリン抵抗性 / インスリン分泌

【研究成果の概要】

プロリン異性化酵素とは、プロリンとそのN端側のアミノ酸と間のペプチド結合をcis体からtrans体に変化させることで標的タンパクの機能変化を誘導するユニークな酵素である。今回、Pin1はAMPKのγサブユニットに結合し、AMPK活性化抑制から脂肪分解を抑制することが判明した。さらに、Pin1は、転写共役因子PRDM16に結合し分解を促進することで脂肪細胞におけるUCP1発現を抑制することを見出した。以上から、過栄養状態で増加したPin1は多様な標的タンパクと相互作用し、全身レベルでの代謝異常や慢性炎症の発症に寄与する。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】腎臓内科学

【研究領域課題番号】26253053 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

慢性腎臓病 / 糖尿病性腎症 / 肥満関連腎症 / 近位尿細管 / 糸球体 / ニコチン酸代謝 / 良性腎硬化症 / 腎線維化 / メチルニコチナマイド / iNAMPT / NNMT / 臨床 / 糖尿病 / 微生物 / Sirt1 / TGFbeta / 線維化 / NMN / SGLT2 / Sirtuin / Rhoキナーゼ / 腎臓肥大 / 肥満

【研究成果の概要】

生活習慣病の重積を基盤とするCKDを新たにMetabolic Kidney Dis easeと捉えた。近位尿細管におけるiNAMPTの意義について、iNAMPTはTGFβにより発現が低下することを明らかにした。iNAMPTプロモータ解析を行いこの発現調節の詳細を明らかにした。さらに糖尿病性腎症ではiNAMPTの発現低下によるSirt6の発現低下が組織線維化へ寄与する。NNMTの線維化に関わるメカニズムの検討を遂行した。NMMT過剰発現マウスの肝臓線維化は肝臓のメチオニン代謝反応の低下のためのメチル基の欠乏がCTGF遺伝子の発現をepigeneticに増加させて、線維化が亢進したと考えられた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】25860742 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

遺伝子 / 転写制御 / 高次クロマチン構造 / 3C / 脂肪細胞 / 分化 / 糖尿病 / 肥満 / 発生・分化 / 遺伝子発現制御

【研究成果の概要】

脂肪細胞の分化においてマスターレギュレーターである転写因子PPARγとC/EBPαのポジティブフィードバックループは重要な役割を果たすが、PPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御機構は現在まで不明であった。ゲノムワイドにPPARg結合領域を同定するChIP-seqや、核内でのゲノム領域間の3次元的な近接関係を検出する3C法による解析などから、既存の手法では明らかでなかったC/EBPα遺伝子の下流に存在する複数の機能的な遠位エンハンサーを同定し、転写制御において遠位エンハンサーとプロモーターのヒストン修飾やクロマチン構造、同領域間のクロマチンループのダイナミックな変化の関与が示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】実験動物学

【研究領域課題番号】24500494 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マクロファージ / 糖尿病 / 炎症 / トランスジェニックマウス / ノックアウトマウス / 脂肪組織 / 遺伝子発現 / 糖代謝 / 遺伝子組換えマウス / 核内タンパク質 / 慢性炎症 / ２型糖尿病 / 遺伝子組み換えマウス / 肥満 / ob/obマウス

【研究成果の概要】

マクロファージのM-mod(USP2A)の２型糖尿病発症における役割と作用機構を検証した。肥満マウスの脂肪組織マクロファージではM-mod2の発現が減少した。一方、マクロファージ選択的M-modトランスジェニックマウスを作成し、3カ月間の高脂肪給餌に供したところ、血液生化学的な変化は見られなかったが、脂肪組織マクロファージの炎症関連遺伝子の発現や脂肪組織への浸潤が抑えられた。さらに１年間後には体重の低下とインスリン感受性の改善がみられた。一方、マクロファージ選択的なM-mod KOマウスも作成した。培養細胞を用いた検討で、M-modは標的遺伝子周囲のヒストンメチル化やアセチル化に影響を与えた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】24790743 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肥満 / 2型糖尿病 / 小型脂肪細胞 / KLF6 / 糖尿病 / 転写因子KLF6

【研究成果の概要】

肥満と2型糖尿病は心血管疾患のリスク因子であり、発症機序の解明が急務である。転写因子KLF6は脂肪細胞分化を促進し、また高脂肪食を投与したKLF6ノックアウトマウスは体重増加や脂肪肝の形成が抑制されたため、肥満や2型糖尿病の病態形成におけるKLF6の関与が示唆された。
高脂肪食を投与した肝細胞、脂肪細胞、マクロファージそれぞれにおける特異的KLF6ノックアウトマウスの検討から、肝細胞と脂肪細胞におけるKLF6の関与が示唆された。特に肝細胞においてKLF6がPPARalphaの発現を間接的に促進する、という作用機序が示された。肥満と2型糖尿病の治療開発にもつながる興味深い知見であると考えられる。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】食品科学

【研究領域課題番号】23780127 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

TGR5 / 胆汁酸 / 肥満 / 機能性食品 / GPCR / 食品 / 糖尿病

【研究成果の概要】

TGR5は胆汁酸をリガンドとするGタンパク質共役受容体であり、その活性化は抗肥満・抗糖尿病効果を示すことが知られている。本研究では、TGR5を活性化する食品成分のスクリーニングを行い、ノミリンを含む複数の食品成分を同定した。動物実験の結果から、ノミリンは肥満や耐糖能異常を改善する事を明らかにした。また、TGR5を活性化する他の成分(成分A)に関しても、高脂肪食による体重増加を抑制する効果がある事を明らかにした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】実験動物学

【研究領域課題番号】23650230 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

疾患モデル / 糖尿病 / 慢性炎症 / 脂肪組織 / 免疫 / NKT 細胞 / インターフェロン-γ / 相互作用 / マウス / 肥満 / 脂肪組織炎症 / NKT細胞 / 脂肪細胞 / CD1ｄ１

【研究成果の概要】

ナチュラルキラーT(NKT)細胞の脂肪組織炎症への影響を調べるために、肥満およびやせ(対照群)のC57BL/6Jマウスの内臓脂肪組織のNKT細胞のサブセットについて解析した。やせマウスの脂肪組織のNKT細胞のリンパ球全体に対する割合は脾臓や末梢血よりも大きく、脂肪組織の一部のNKT細胞はCD69を高発現し、細胞内IFN-γの発現も高く、脂肪組織のNKT細胞は何らかのメカニズムにより活性化されていることが示唆された。3T3-L1細胞のinvitroでの脂肪細胞への分化系を用いて解析したところ、3T3-L1細胞のIFN-γ受容体は分化前と脂肪細胞成熟後に発現していた。IFN-γ刺激による3T3-L1細胞のPPARγの発現量は分化初期では有意に低下したが、脂肪細胞成熟後では上昇した。一方、3T3-L1細胞のCD1d1の発現は脂肪細胞の分化に伴って顕著に増加し、さらにIFN-γの刺激によってさらに増加した。NKT細胞と3T3-L1細胞の共培養を行ったところ、NKT細胞のIFN-γ産生の増加と3T3-L1細胞のCD1d1発現の上昇がみられ、NKT細胞と脂肪細胞は相互作用することが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)

【研究分野】地域研究

【研究領域課題番号】23241079 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地域在住高齢者 / 老年医学的総合機能評価 / 本邦 / アジア / 認知症 / 生活機能障害 / 抑うつ / Quality of Death / 老年医学的機能評価 / 糖尿病 / 看取り / 地域高齢者 / 肥満 / 高血圧 / QOL / ヘルスケアデザイン

【研究成果の概要】

高知県土佐町、フータンのサムテカン、カリン、タイ・コンケン、イントネシア・ハフア州において、高齢者ヘルスケア研究事業を展開した。対象は、それぞれの地域に居住する高齢者数百名である。各地域において、老年医学的総合健診を実施してハイリスク・グループの高齢者に対しては、生活習慣改善のための介入を実施して奏功していることを確認した。
この過程で、６つの”D"、すなわち、１） Disease(疾病概念）、２）Disability（生活機能障害）、３）Dementia（認知症）、４）Depression（抑うつ）、５）Diabetes(糖尿病）、６）Death（看取り）が重要であることが判明した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】47,450千円 (直接経費: 36,500千円、間接経費: 10,950千円)

【研究分野】眼科学

【研究領域課題番号】23592588 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

網膜 / 生活習慣病 / 肥満 / 糖尿病

【研究成果の概要】

生活習慣病は今や社会的な問題であり、失明原因の上位を占める糖尿病網膜症・加齢黄斑変性など、眼科領域でも注目される疾患を含む。生活習慣病の危険因子に肥満・高脂肪食があり、これらは糖尿病網膜症・加齢黄斑変性のリスクファクターとして知られるが、その網膜疾患との関連についてはまだあまりよくわかっていない。そこで、本研究では、マウスに高脂肪食を摂取させ網膜への影響を、分子レベルで解析した。全身血中および網膜における炎症性サイトカインシグナルについて、解析を行った。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】公衆衛生学・健康科学

【研究領域課題番号】23249037 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コホート研究 / 生活習慣病 / 低血糖 / 慢性腎臓病 / 睡眠 / 一塩基多型 / 肥満 / 遺伝子－環境相互作用 / 糖尿病 / 疫学 / 生活習慣 / ゲノム疫学 / 心血管病 / 遺伝環境相互作用 / 身体活動量 / 食事調査 / うつ / 断面調査 / うつ症状 / 栄養調査 / 高血圧 / 遺伝子多型 / 前向き研究

【研究成果の概要】

糖尿病治療の目標は糖尿病患者の予後をできるだけ健常者の予後に近づけることである。そのためには糖尿病患者と健常者を比較する疫学研究が必要である。我々は福岡県内の糖尿病専門施設に通院中の糖尿病患者5131人（福岡県糖尿病患者データベース研究、追跡期間5年間　追跡率97%）と耐糖能正常者を含む福岡県久山町住民3351人（久山町研究）からなるデータベースを構築した。
本研究期間では生活習慣（早食い、食物繊維・マグネシウム摂取量、運動、飲酒、喫煙、睡眠時間、うつ症状、生活習慣スコア）、2型糖尿病患者の膵島自己抗体、2型糖尿病感受性遺伝子、重症低血糖、慢性腎臓病、癌、遺伝子―環境相互作用について報告した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円)

【研究分野】応用経済学

【研究領域課題番号】22530247 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

減量手術 / 肥満 / 医療経済 / 糖尿病 / 生活習慣病 / 費用便益分析

【研究成果の概要】

糖尿病や高血圧の危険因子である肥満症に対して、効果的な治療法の一つに減量手術がある。減量手術の経済効果に関する事例の検討は少なく、日本の症例に基づいた研究は無い。本手術はわが国では保険収載されていないが、本研究では自由診療および先進医療で治療を行っている二つの医療機関で実施された減量手術の合計 55 症例に基づき、術後のフォローアップの際に実施した後向きのアンケート調査の回答により、手術の前後で医療費及びその他生活全般にかかる費用の変化を定量的に示した。手術前後では医療費、食費などを含んだ費用の総額は、二医療機関でそれぞれ平均一人当たり 41,625 円/月、 63,552 円/月減少したことが示された。また、仮にこの減少額が不変であったと仮定した場合には、術後それぞれ 16 か月、 2 年 8 か月で個人が手術に対して支払った費用が回収されることが示された。項目別には、食費の減少幅が最も大きく減少額全体の約 50%を占めた。これらの結果により、減量手術による費用の変化には個人差が存在するものの、平均すると短・中期的には費用節減へとつながる可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】18390095 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膵β細胞 / Wntシグナル / 糖尿病 / 肥満 / β-cell adaptation

【研究成果の概要】

膵臓のラ氏島は肥満・インスリン抵抗性などインスリンの需要が高まるときに増殖するが、その機序については不明な点が多い。私たちはこれまでWntシグナルの重要性をLRP5というWntシグナルの受容体のノックアウトマウスの解析から、高脂肪食を5ヶ月負荷したマウスではインスリンの分泌が減弱することから示唆し(PNAS2003)、さらに、膵ラ氏島のトランスクリプトームの解析から、SOX6と言う転写因子が膵β細胞特異的な転写因子PDX1を抑制することを示してきた(JBC2005)。我々はこれらのデータをもとにSOX6が膵β細胞増殖への関与について解析を行った。その結果、SOX6のsiRNAによるknock downによってinsulinoma MIN6とINS1細胞は増殖が亢進し、逆にレトロウィルスの過剰発現によって増殖は抑制された。HIH3T3細胞を用いた詳細な細胞周期の解析ではサイクリンD1、D2、E1のG1/S期を促進に関与するサイクリンの減少、そしてp27KipのG1/S期のブレーキに関与する分子の発現の亢進が認められた。この機序として、転写因子sOX6は、βカテニンと直接結合し、Wnt/βカテニンシグナルを抑制すること、そしてその抑制機序としてhistone deacetylase complexと直接結合し、サイクリンD1プロモーターのヒストンアセチル化を阻害する機序を示した。さらにSOX6はサイクリンD1プロモーター上でHDAC、βカテニン、TCF4と複合体を形成しDNAに結合することをChIPアッセイによって示した。SOX6がどのようにして、肥満・インスリン抵抗性時にその発現が減少するかについては未だに明らかではないが、このような病態でSOX6が膵ラ氏島で減少することによって、膵細胞の増殖を促すことを示すとともに、PDX1という膵β細胞にとって必須な転写因子の抑制も解除することから、膵β細胞の機能、さらには、膵β細胞の代償機構に関与していることが示された(JBC2007)。我々はさらに、Wnt/βカテニンシグナルの直接標的因子としてCoup-TF IIという核内受容体をみいだした。Coup-TF IIが転写抑制複合体(HDAC,NCoR,SMRTe)を標的遺伝子としてリクルートするメカニズムを解明した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】16,830千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 2,130千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】17659274 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / インスリン抵抗性 / AMPキナーゼ / PPAR / アディポカイン / 受容体 / 肥満 / 好中球エラスターゼ

【研究成果の概要】

肥満によってアディポネクチン(Ad)が低下することが、メタボリックシンドロームの少なくとも大きな原因の1つになっていると考えられている。AdはN末側のコラーゲンドメインとC末側のglobularドメインよりなる。我々は以前、globular Adは100分の1低い濃度で全長のAdと同等に代謝改善作用に重要なAMPキナーゼを活性化し(Nat.Med.8:1288,2002)、in vivoで糖・脂質代謝を改善させることを報告した(Nat.Med.7:941,2001;.JBC,2003)。Lodishらのグループは、Adが切断されて出来るC末側のglobular Adが実際にヒト血中に存在することを報告した。今年度、本研究において、我々は単球系の培養細胞から炎症などの刺激によって分泌される好中球エラスターゼがAdを切断して、globular Adを生成しうることを見出した(Endocrinology 146:790,2005)。しかしながら我々の検討では実際の血中には、globular Adは多く見積もっても全長の約1000分の1以下しか存在しないと考えられたので、生体内におけるこの好中球エラスターゼによるAdの切断の意義は慎重に検討していく必要があるものと考えられた。肥満に伴ってAdが低下してしまうメカニズムに関しては、その低下に関わる転写因子を今年度同定した(投稿準備中)。我々はさらに、肥満・インスリン抵抗性に伴って高活性型である高分子量型(HMW)Adがとりわけ低下してくること、それをPPARγアゴニストが回復させることを見出した(Diabetes 54:3358,2005)。我々は先に、Ad受容体(AdipoR)1とAdipoR2を同定し,AMPキナーゼ、及びPPARαの活性化などを介し、脂肪酸燃焼や糖取込み促進作用を伝達していることを示し(Nature 423:762,2003)、さらに肥満・2型糖尿病のモデルマウスにおいては、AdipoRの発現量が低下し、Ad感受性の低下が存在することを報告してきた(J.Biol.Chem.279:30817,2004)。今年度は、トマトやポテト、ピーマンや唐辛子に含まれるオスモチンがglobular Adと立体構造上高いホモロジーを有し、mammalianの骨格筋細胞において、AdipoRを介して、代謝作用に重要なAMPキナーゼを活性化することを報告した(Molecular Cell,17:171,2005)。さらに肥満で低下したAdipoRをPPARαアゴニストが回復させることを見出した(Diabetes 54:3358,2005)。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2005

【配分額】3,400千円 (直接経費: 3,400千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】17390260 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / 遺伝子 / シグナル伝達 / PPAR / アディポネクチン / インスリン / 肥満 / 脂肪細胞

【研究成果の概要】

レジスチンの生理学的・病態生理学的意義を明らかにするために、肥満のインスリン抵抗性惹起におけるレジスチンの意義やインスリン分泌や中枢に対する作用を検討した。インスリン感受性アディポカインの代表であるアディポネクチンの欠損マウスにおけるPPARγアゴニストの抗糖尿病作用を検討した。ob/obマウスにPPARγアゴニストであるピオグリタゾンを10mg/kgの用量で投与したところ、有意に耐糖能障害を改善させたのに対し、アディポネクチン欠損ob/obマウスでは耐糖能障害の改善は認められなかった。一方、ピオグリタゾンを30mg/kg投与した場合、ob/obマウスにおいてもアディポネクチン欠損ob/obマウスにおいても耐糖能障害が改善された。このことから、PPARγアゴニストによる抗糖尿病作用にはアディポネクチン依存性の経路に加え、アディポネクチンを介さない作用も存在することが証明された。興味深いことに、レジスチンは、10mg/kgの投与で変化せず、30mg/kgの投与によってはじめて低下した。また、高脂肪食誘導時にはβ細胞のインスリン分泌能が低下するが、β細胞量が代償的に増加することによりインスリン抵抗性に適応するが、この適応が障害されているグルコキナーゼヘテロ欠損マウスにおいてもレジスチンの役割を検討している。レジスチンの細胞内情報伝達に関しては、アディポネクチンの細胞内情報伝達を障害させていることを見出し、その上流あるいは下流に関して新たなシグナル分子を探索している。また、レジスチンが抑制するアディポネクチンの中でも高分子量のアディポネクチンが高活性型であることを明らかにした。興味深いことに、血中においては高分子量、中分子量、アルブミンに結合した低分子量の形態でアディポネクチンが存在していることを明らかにした。さらに、脳脊髄液中においては、このアルブミンに結合した低分子量の形態でアディポネクチンの多くが存在していることも明らかにした(投稿後、論文推敲中)。レジスチンが脳脊髄液中でどのような立体構造をとっているのか、アディポネクチンの作用を中枢でも抑制しているのか、検討している。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,400千円 (直接経費: 15,400千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】16209030 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / インスリン抵抗性 / AMPキナーゼ / PPAR / アディポカイン / 受容体 / 肥満 / 遺伝子欠損マウス

【研究成果の概要】

これまで、肥満によってアディポネクチン(Ad)が低下することが、メタボリックシンドロームの少なくとも大きな原因の1つになっていると考えられてきた。我々は、さらに、肥満・インスリン抵抗性によって、総量のAdだけのみならず、高活性型である高分子量型(HMW)Adがとりわけ低下してくることを見出した。そして、PPARγアゴニストであるチアゾリジン誘導体(TZD)がこのHMWAdを顕著に増加させることを見出した(Diabetes 54:3358,2005)。我々は更に、Ad欠損マウスを用いて、このTZDによる総量、あるいはHMWAdの増加が、TZDによる抗糖尿病作用に有意に貢献していることを示した(J.Biol.Chem.,281:8748,2006)。我々は先に、Ad受容体(AdipoR)1とAdipoRを同定し,AMPキナーゼ、及びPPARαの活性化などを介し、脂肪酸燃焼や糖取込み促進作用を伝達していることを示し(Nature 423:762,2003)、さらに肥満・2型糖尿病のモデルマウスにおいては、AdipoRの発現量が低下し、Ad感受性の低下が存在することを報告してきた(J.Biol.Chem.279:30817,2004)。今年度は先ず、肥満症におけるAdipoRの発現低下を、PPARαアゴニストが脂肪組織において回復させ、MCP-1の発現を抑制し、マクロファージの浸潤を抑制し、炎症が惹起されるのを低減させているのを見出した(Diabetes 54:3358,2005)。Adの血中レベルを増加させるPPARγアゴニストとの併用、あるいはPPARαγのデュアルアゴニストは実際にモデルマウスで相加効果を発揮しており、現在臨床治験が進んでいるPPARαγのデュアルアゴニストの作用機構を少なくとも一部説明するものと考えられた。アデノウイルスと遺伝子欠損マウスを用いてAdipoR1とR2が生体内において、アディポネクチンの受容体として機能し、AMPKとPPARαの活性化に重要な役割を果たすことを示した(投稿準備中で平成18度中に公刊予定)。AdipoR1に特異的に結合する分子を同定し、その中の2つの分子がAMPKの活性化に重要な役割を果たすことを明らかにした(投稿準備中で平成18度中に公刊予定)。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】15659216 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / インスリン抵抗性 / 転写共役因子 / PPAR / アディポカイン / 受容体 / 肥満 / 遺伝子欠損マウス / アディポネクチン受容体 / DNAチップ / 組織特異的遺伝子改変動物 / エネルギー浪費

【研究成果の概要】

PPARγを含めた種々の転写因子の共役因子CBP(CREB binding protein)のヘテロ欠損マウスがPPARγヘテロ欠損マウスに比し、より顕著な抗肥満、抗糖尿病の表現型を呈することを報告した。本マウスで認められるエネルギー消費とインスリン感受性の増加は、レプチン感受性の亢進と、アディポネクチンの増加と相関した。(Nature Genetics 30,221,2002)。またアディポネクチンの抗糖尿病作用機構として急性にはAMPキナーゼを、慢性にはPPARαを活性化し、脂肪酸燃焼などを促進して、組織内中性脂肪含量を低下させて、インスリン抵抗性を改善させていることを先に見い出した(Nature Medicine 8:1288,2002;J.Biol.Chem.278:2461,2003)。
さらに野生型と異なり、このCBPヘテロ欠損マウスではレプチン欠損によっても肥満は認められず、血糖上昇も部分的であることを見い出した。アディポネクチン発現ob/obマウスでも肥満の改善は認められず、血糖低下も部分的であった。さらに脂肪組織のみCBPをコントロールレベルに戻すと、表現型が消失することを見出した。これらのことより、CBPによる体重・糖代謝調節経路には特に脂肪組織において、PPARγ/レプチン/アディポネクチン非依存性経路も存在し、それらの同定は新規の抗肥満・抗糖尿病薬開発につながり重要であることが示唆された。(投稿準備中)。
Angiopoietin-related growth factor(AGF)のトランスジェニックマウスがCBPヘテロ欠損マウス同様、抗肥満・抗糖尿病の表現型を呈し、AGFのノックアウトマウスが肥満・インスリン抵抗性・耐糖能障害を呈することを報告した。AGFはPPARδと同様、脂肪酸燃焼・エネルギー消費を亢進させる作用を有することが明らかとなり、今後の治療への応用が大いに期待される(Nature Medicine in press,2005)。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】2,000千円 (直接経費: 2,000千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】15590726 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アディポネクチン / 狭心症 / 糖尿病 / 代謝因子 / 動脈硬化 / 運動療法 / 運動耐容能 / 一酸化窒素(NO) / 高脂血症 / 肥満

【研究成果の概要】

高血圧・高脂血症・肥満のうちいくつかの合併症を有する急性・陳旧性心筋梗塞及び狭心症患者36例においてアディポネクチンと肥満度、血糖値、運動耐容能の間の関係について検討した。急性・陳旧性心筋梗塞等の心疾患患者において心臓リハビリテーション(心リハ)を行った群と、行わなかったコントロール群の2群にわけ、その前後でアディポネクチンなどと運動耐容能、呼気中一酸化窒素(NO)の変化について検討した。その結果、アディポネクチンは狭心症患者では8.1±5.9μg/mLと健常者の報告例と比べ低下していた。BMIは25.4±3.1であった。また、空腹時血糖は126±39mg/dL、HbA1cは5.9±1.2%と増加しており、耐糖能異常例・糖尿病例が多かった。最大酸素摂取量は正常予測値の68±12%と、中等度低下していた。さらに、アデイポネクチンは心リハ群では前の14.3±2.0から後に16.1±2.1μg/mLへと増加した(p<0.05)が、一方コントロール群では不変であった。最大酸素摂取量は心リハ群では前に比べ後で増加したが、一方コントロール群では不変であった。最大運動時の呼気NO排泄量は心リハ群では心リハ前に比べ後の方が増大したが、コントロール群では不変であった。以上より、虚血性心疾患患者においてアディポネクチンは低下していたが、これには肥満、糖尿病の影響が強いと考えられた。また、これらの患者では最大酸素摂取量、嫌気性代謝閾値などの運動耐容能も低下していたが、運動不足がアディポネクチンの低下に影響していると考えられた。さらに、心筋梗塞症例等の心疾患患者において心リハを行うと、低下していた最大酸素摂取量などの運動耐容能も改善するとともに、アディポネクチンの増加も同時に見られた。心疾患患者で多く見られるアディポネクチンの低下を心リハは改善し、インスリン抵抗性の改善につながると考えられた。心リハは運動時の呼気NO排泄量を増加させたが、血管内皮よりのNO産生を増加させ、血管内皮機能の改善を引き起こすと考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,000千円 (直接経費: 3,000千円)

【研究分野】人類学(含生理人類学)

【研究領域課題番号】14255008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

成人病 / 生活習慣病 / 遺伝生態学 / 糖尿病 / 肥満 / ライフスタイル / 近代化 / 倹約遺伝子仮説

【研究成果の概要】

アジアから先史時代に移住・拡散したオセアニア島嶼集団は、アジア人の遺伝形質を保持しながらも、遠洋航海を伴う移住過程とその後の新環境への適応過程で頻発したと考えられる飢餓などにより淘汰がかかり、潜在的に肥満・糖尿病などの成人病(生活習慣病)のリスクが高い遺伝形質をもつ。現実に多くの集団で肥満および成人病が大きな健康問題になっている。
オセアニア島嶼集団は遺伝的に大きく2つのグループに分けられ、多くの疫学研究は、その1つの集団(AN集団)に肥満・成人病の頻度がとくに高いことを明らかにしてきた。
本研究課題は、遺伝形質と生態学的特性を密接に関連づけ、肥満・糖尿病をはじめとする成人病リスクが高いものの集団間差が大きいAN集団から6集団を選定し、成人病発症にかかわる遺伝形質と生態学的特性の関連性の解明を目的とした。
トンガ集団のBMIは「肥満」のカテゴリーに入り、またウエスト囲/ヒップ囲は加齢とともに増加する傾向がみられた。糖尿病および糖耐能異常の有無と肥満の指標(BMI、ウエスト囲など)には有意な関連がみられ、とくに腹部の脂肪が糖耐能異常のリスクとなっていることが示唆された。インドネシアの2集団のBMI平均値はトンガ集団にくらべて著しく低く、「肥満」は1名(0.2%)のみであった。空腹時血糖値と肥満の指標には有意な相関はみられなかったものの、収縮期・拡張期血圧との間に関連がみられ、成人病のリスクが連関性が示唆された。ソロモン諸島の3集団は近代化の程度が異なる2集団(メラネシアン)と遺伝的に異なる1集団(ミクロネシアン)から構成されている。BMI平均値はインドネシアより高く、トンガ集団よりは低く、男性は「標準」の上限、女性は「過体重」に分類された。尿試験紙結果は、近代化の程度が低い集団は伝統的な食生活を維持していること、また遺伝的背景と食生活の近代化の相乗作用の反映が示唆された。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2004

【配分額】38,090千円 (直接経費: 29,300千円、間接経費: 8,790千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】14207045 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アディポネクチン受容体 / 肥満 / 糖尿病 / アディポネクチン抵抗性 / 脂肪酸燃焼 / 糖取り込み / 核内受容体型転写因子 / AMPキナーゼ / アディポネクチン / 脂質代謝異常 / インスリン抵抗性 / PPARγ / 動脈硬化 / レプチン

【研究成果の概要】

肥満ではアデイポネクチンが低下し、糖尿病・代謝症候群の原因となっており、その補充がAMPキナーゼ(Nat.Med.8:1288,2002)やPPARαを活性化し、これらの効果的な治療手段となることを示した(Nat.Med.7:941,2001)。また、アディポネクチンの欠損により炎症性の内膜肥厚が増悪し(J.Biol.Chem.277:25863,2002)、アデイポネクチンの発現がapoE欠損マウスの動脈硬化巣の形成を抑制することを示した(J.Biol.Chem.278:2461,2003)。
脂肪細胞由来の抗糖尿病・抗動脈硬化ホルモン、アデイポネクチンの作用メカニズムと病態生理学的意義を明らかにするためにはアデイポネクチン受容体の同定が最重要課題である。私共は、特異的結合を指標にした発現クローニング法により、骨格筋に多く発現するアデイポネクチン受容体(AdipoR)1と肝臓に多く発現するAdipoR2の同定に世界で初めて成功した(Nature 423:762,2003)。興味深いことにAdipoR1と2は7回膜貫通型の構造を有すると考えられたが、既知のG蛋白質共役型受容体ファミリーとは構造的・機能的に異なったファミリーに属するものと考えられた。AdipoR1もしくはR2の培養細胞への発現、あるいは逆にsiRNAを用いた内因性の発現レベルを低下させる実験により、AdipoR1とR2はそれぞれ、骨格筋に強く作用するC末側のglobular領域のアデイポネクチン及び肝臓に強く作用する全長アデイポネクチンの受容体であり、AMPK、p38MAPK及びPPARαの活性化を介し、脂肪酸燃焼や糖取込み促進作用を伝達していることを示した。更にob/obマウスの骨格筋・脂肪組織においては、AdipoR1・R2の発現量が低下し、それと共にアディポネクチンの膜分画への結合、AMPキナーゼ活性化が低下するのが認められ、アディポネクチン抵抗性が存在することが示唆された(J.Biol.Chem.投稿中)。
同定したアデイポネクチン受容体に対する作動薬やアディポネクチン抵抗性改善薬の開発は、糖尿病・高脂血症などのリスクファクターを低減させる間接作用と血管壁に対する直接作用の両方を有する代謝症候群の根本的な治療法開発の道を切り開くものと強く期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】13877175 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写共役因子 / 脂肪細胞 / 分化 / PPAR / 肥満 / 糖尿病 / アディポネクチン / レプチン / PPARγ / 肥大脂肪細胞 / インスリン抵抗性 / レプチン感受性 / 組織内中性脂肪含量 / 脂肪酸燃焼 / 脂肪萎縮

【研究成果の概要】

肥満・抗糖尿病の表現型を呈することを報告した。本年度、PPRγを含めた種々の転写因子の共役因子CBP(CREBb inding Protein)のヘテロ欠損マウスがPPARγヘテロ欠損マウスに比し、より顕著な抗肥満、抗糖尿病の表現型を呈することを見い出した。本マウスで認められるエネルギー消費とインスリン感受性の増加は、レプチン感受性の亢進と、アディポネクチンの増加と相関した。(Nature Genetics 30,221,2002)。このアディポネクチンの抗糖尿病作用機構として急性にはAMPキナーゼを、慢性にはPPARαを活性化し、脂肪酸燃焼などを促進して、組織内中性脂肪含量を低下させて、インスリン抵抗性を改善させていることを見い出した(Nature Medicine 8:1288,2002; J.Biol.Chem. 278:2461,2003)。さらにこのアディポネクチン過剰発現がSRAやTNFαの抑制を介して動脈硬化を抑制することを示した(J.Biol.Chem. 278:2461,2003)。さらに野生型と異なり、このCBPヘテロ欠損マウスではレプチン欠損によっても肥満は認められず、血糖上昇も部分的であることを見い出した。アディポネクチン発現ob/obマウスでも肥満の改善は認められず、血糖低下も部分的であった。これらのことより、CBPによる体重・糖代謝調節経路にはPPARγ/レプチン/アディポネクチン非依存性経路も存在し、それらの同定は新規の抗肥満・抗糖尿病薬開発につながり重要であることが示唆された(投稿準備中)。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】12671110 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肥満 / 糖尿病 / UCP / エネルギー代謝 / エネルギー消費 / 脱共役蛋白質3 / 骨格筋

【研究成果の概要】

エネルギー代謝調節系は摂食調節系とエネルギー消費調節系から成り、そのバランスの異常は糖尿病や肥満につながる.骨格筋は糖脂質代謝の主要な臓器の一つであり、また全身のエネルギー消費の約4割に相当するが、その分子機構の研究が遅れている。我々は骨格筋に高濃度な脱共役蛋白質3(UCP3)を同定している。本研究では骨格筋UCP3遺伝子発現調節機構と、UCP3の骨格筋過剰発現トランスジェニックマウス(Tgマウス)によりUCP3の機能的意義を、検討した。
in vivoで脂肪酸により骨格筋のUCP3遺伝子発現が増加するが、脂肪酸がPPARのアゴニストであるので、PPARの関与が示唆される。in vitroの系の骨格筋L6細胞で、PPARδアゴニストのL-165041によりUCP3遺伝子発現が増加し、PPARαアゴニストおよびPPARγアゴニストで増加しないこと、L6細胞の主なPPARがPPARδであることを明らかにし、その遺伝子発現調節機構におけるPPARδの関与を明らかにした。in vivoの骨格筋でもPPARの中でPPARδが主であり、同様の機序の関与が示唆された。
muscle creatinine kinaseプロモーターで骨格筋特異的UCP3過剰発現Tgマウスを作製した。UCP3発現は最高発現の系統で、mRNAで18倍、蛋白で15倍であった。通常食でTgマウスは対照マウスに比校して特に有意な形質を示さなかった。高脂肪食ではTgマウスの体重は対照マウスより約15%に有意に減少し、高脂肪食負荷の4週間の体重増加はTgマウスで約50%低下した。副精巣周囲白色脂肪組織重量は約20%低下したが、他の組織の重量で有意差が認められず、体重低下が主に白色脂肪組織重量の低下によることが示唆された。摂食量と体温は有意差を示さなかったが、酸素消費量は約25%の有意な増加を示しており、体重の有意な低下はエネルギー消費の有意な増加によると考えられる。Tgマウスの耐糖能は対照マウスに比校して有意な改善を示した。血中の糖、脂質の濃度や組織学的検討で特に有意差を認めなかった。以上より、生理的刺激によるUCP3の発現誘導の範囲の誘導により、肥満の条件でエネルギー消費増加、体重減少の作用が認められた。我々のTgマウスと同程度の発現誘導は薬剤でも可能と考えられるので、薬剤によりUCP3の活性を増強することの、肥満・糖尿病治療への応用の可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】3,000千円 (直接経費: 3,000千円)

【研究分野】実験動物学

【研究領域課題番号】11480248 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肥満 / 糖尿病 / インスリン / 成長ホルモン / トランスジェニックラット / 細胞内情報伝達 / インスリン受容体気質 / チロシンリン酸化 / インスリン受容体基質 / 成長ホルモン受容体

【研究成果の概要】

肥満、あるいはインスリン非依存性糖尿病に随伴する第一義的な代謝異常はインスリン抵抗性である。このインスリン抵抗性の発現機構を明らかにすることはその治療法の開発にとっても極めて重要である。本研究では、我々が作出した2系統のヒト成長ホルモン(hGH)トランスジェニックラット(高hGH系統、低hGH系統)を用いて、インスリンとGHのクロストークという観点からインスリン抵抗性の発現機構を解明することを試みるとともに、株化細胞を用いてインスリンとGHの細胞内情報伝達系のクロストークの分子機構を明らかにすることを目的とした。GH遺伝子導入ラットを用いた本研究により、GH分泌の異常によりインスリン抵抗性が発現するが、インスリンの過剰分泌と肝臓の糖処理能力の向上が起こり、膵臓と肝臓がそれぞれの機能を維持できる限り血糖値や耐糖能を正常に保つことができることが明らかとなり、糖恒常性の維持における肝臓の重要性が改めて示された。また、GHの抗インスリン作用は、少なくとも2つの分子機構を介して引き起こされることがわかった。すなわち、GHの短時間刺激に応答して起こるPTPase活性化によってインスリンシグナルが抑制される機構と、インスリン依存性のGLUT4の細胞膜移行は阻害されないにも関わらずGHの長時間刺激に応答して起こる糖の取り込みが抑制される機構である。それぞれの機構を介して起こるインスリン抵抗性は、異なる生理的意義を持つものと推定される。今後、今回明らかになった分子機構を培養細胞系を用いて更に解明を進めるとともに、同様な現象がin vivo系でも観察されるかについて検討を進め、これらの分子機構の普遍性を証明していきたいと考えている。本研究の成果は、GHの生物学的な意義に対する理解を深めるとともに、その分泌異常に起因するヒトや動物の病態の解明にも貢献するものと考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】15,000千円 (直接経費: 15,000千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】08306016 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

視床下部 / 摂食行動 / 代謝 / 糖尿病 / 肥満 / 成長ホルモン / レプチン / 形質転換動物

【研究成果の概要】

本研究の主要な目的は,視床下部による代謝と摂食の制御機構の神経機序を追究することで,肥満,糖尿病,摂食異常などの病態を制御するとともに,脂肪蓄積や体成長を中枢性に制御する方法論の基礎を確立することである.このために,我々が既に作出しているヒト成長ホルモン遺伝子導入形質転換ラットに加えて,新たにヒト成長ホルモン受容体遺伝子,ならびに摂食・代謝制御に関わる遺伝子として同定されたobese(ob)遺伝子を導入した形質転換ラットを作出し,これら三者,あるいは三者間の子孫を代謝疾患モデル動物として確立させることを試みた.ヒト成長ホルモン遺伝子を発現する形質転換ラットでは,視床下部におけるソマトスタチンニューロンの活動が亢進し,成長ホルモンのパルス状分泌が抑制され,高度の肥満を呈することが明らかとなった.一方,ヒト成長ホルモンおよびヒト成長ホルモン受容体をもつバイジェニックラットでは,脂肪重量,血中レブチン濃度の減少が認められた.すなわち,肝臓に成長ホルモン受容体が過剰に発現することにより,脂肪重量が低下することが明らかとなった.一方,視床下部による摂食の制御については,アンチセンスDNAを効率に細胞内に取り込ませるHVJリポソーム法によりGABA合成酵素(GAD)アイソザイム遺伝子を視床下部により投与し,GAD65が摂食の制御に深く関わっていることを明らかにした.これらの結果より,成長ホルモンのパルスパターンを変化させたり,GAD65などの遺伝子の発現を制御することにより,肥満,糖尿病,摂食異常などの病態を制御することができることが考えられた.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】21,800千円 (直接経費: 21,800千円)