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視床下部のユビキチンプロテアーゼが行うエネルギー代謝制御　－USP2を中心に－

下丘脑泛素蛋白酶对能量代谢的控制 - 关注 USP2 -

基本信息

批准号：
19J21213
负责人：
橋本茉由子
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Rakuno Gakuen University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、１.ユビキチン特異的プロテアーゼ（USP）2が視床下部腹内側核(VMH)で交感神経を活性化する分子機構の解明、2. 神経選択的Usp2ノックアウト(KO)マウスの表現型解析、の2点について実行した。1.VMHのUSP2の阻害が血糖上昇を引き起こす分子機構を調べた。USP2阻害剤であるML364の処置はVMHのAMP-activated protein kinase(AMPK)のリン酸化を促進した。次に、USP2阻害によるAMPKのリン酸化が交感神経を活性化するかを調べた。AMPK阻害剤をML364投与前に処置すると、血清ノルエピネフリンや血糖値の上昇が抑制された。 USP2の阻害によるAMPKのリン酸化のメカニズムとして活性酸素種(ROS)に注目した。ROSの蓄積はミトコンドリアの機能不全を引き起こし、AMPKのリン酸化を促進する。予想通り、ML364の投与によりROSの蓄積が認められた。そこでROS除去剤をVMHに前処理すると、ML364投与後のVMHのAMPKのリン酸化や血清ノルエピネフリン、血糖値の上昇が抑制された。以上より、VMHのUSP2はROSの蓄積を防ぐことでAMPK の活性化を抑え、結果的に交感神経を介した血糖値の増加にブレーキをかけることが明らかになった。2.タモキシフェン誘導により神経細胞のUsp2が欠損する神経選択的Usp2KOマウスを用いてエネルギー代謝への影響を調べた。野生型マウスと比べて、神経選択的Usp2KOマウスの通常・絶食時、インスリン投与後の血糖値に変化はなかった。その理由として、視床下部の他の神経核でのUsp2の欠損が、VMHのUsp2KOの効果を打ち消した可能性がある。今後は神経核特異的プロモーターを用いたUsp2コンディショナルKOマウスを用いることで、遺伝学的手法と薬理学的手法を用いた複合的な評価が望まれる。

This year, 1. The molecular mechanism of sympathetic activation in the ventral medial nucleus of the inferior optic bed (VMH) 2. Usp2 (KO) 1. The USP2 of VMH prevents the rise of blood sugar and causes the molecular mechanism to regulate it. USP2 inhibitor ML364 treatment promotes the release of AMP-activated protein kinase(AMPK) from VMH. In addition, USP2 inhibits the activation of AMPK and regulates the activation of sympathetic neurons. AMPK inhibitor ML364 can inhibit the rise of serum glucose level before administration. USP2's resistance to AMPK's release and acidification is highlighted by reactive acid species (ROS). ROS accumulation is not fully functional, and AMPK acidification is promoted. To understand, ML364's investment and ROS accumulation are recognized. In addition, ROS removal and VMH pretreatment, ML364 administration and VMH AMPK acidification serum production, blood glucose level rise and inhibition As a result, the accumulation of ROS in VMH and USP2 is inhibited, and the level of blood glucose is increased. 2. Usp2KO is used to modulate the metabolic effects of Usp2 on neurons. wild-type Usp2KO, which is selected by the central nervous system, changes its blood glucose level during fasting and post-fasting. The reason for this is that there is a loss of Usp2 in the lower part of the optic bed, and the possibility of Usp2KO in VMH being eliminated. In the future, the use of nuclear specific methods and biological methods will be discussed.