Inter-organ metabolic flux analysis for glucose-administrated mice

葡萄糖给药小鼠的器官间代谢通量分析

• 批准号: 21K14467
• 负责人: 大野 聡
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University (2022)The University of Tokyo (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14467/
• 关键词: 代謝フラックス解析; メタボローム分析; 反応速度論; システム生物学; 代謝工学; 臓器連関

生物の代謝の理解には、代謝フラックス（代謝反応速度）の計測が重要である。しかし、従来の代謝フラックス解析手法では、生体内での臓器間の代謝物の移動を考慮できない。本研究では、13C-グルコース投与後のマウスの血液・肝臓・筋肉のメタボロームデータを用いて、糖投与後のマウスの臓器内・臓器間（臓器連関）の代謝フラックスの時間変化を解明する。さらに医学への応用として、肥満モデルマウスに対しても同様の実験・数理解析を行い、肥満に伴う代謝異常を臓器連関の代謝フラックスとして定量的に明らかにする。当該年度は、13C-グルコース投与後のマウスの血液・肝臓・筋肉のメタボロームデータを計測した。その結果、解糖系の代謝物であるグルコース・グルコース6リン酸・乳酸は、肝臓ではグルコース投与後に濃度が上昇し、13C-で標識された同位体の割合も40%以上まで上昇した。一方で、筋肉のグルコースと乳酸は、肝臓と同様の濃度上昇および同位体割合の上昇がみられたが、グルコース6リン酸の濃度変化は見られず、同位体割合も20%程度までしか見られなかった。これは肝臓と筋肉の臓器で解糖系の活性が異なること、筋肉の乳酸は筋肉の解糖系よりも血液に由来することを示唆している。また、肝臓ではグルコース6リン酸の濃度はグルコースの10%程度であるが、筋肉では4倍程度といったように、代謝物館の濃度も臓器ごとに異なることが観察された。これは臓器間で異なる代謝制御が機能していることを示唆している。

The measurement of metabolism is important for understanding metabolism. Metabolite analysis methods are used to consider the movement of metabolites between organs in vivo. This study was designed to elucidate the time evolution of metabolic changes in blood, liver, muscle and muscle after 13C-glucose administration. In recent years, the application of medical science and technology, fertilizer, fertilizer, When the 13C-ray film is released, the blood, liver and muscle of the film will be measured. As a result, the concentrations of metabolites of the carbohydrate system increased after administration, and the concentrations of 13C-labeled isotopes increased by more than 40%. The increase in the concentration of lactic acid and liver isoforms due to the increase in the concentration of isoforms due to the increase in the concentration of lactic acid and liver isoforms due to the increase in The activity of the carbohydrate system in the liver and muscle is different, and the lactic acid in the muscle and the carbohydrate system in the blood are different. The concentration of 6-hydroxy-2-methyl-p-methyl-p-methyl The metabolic control function is different between organs.

项目成果

脂肪細胞におけるインスリン依存性糖代謝の速度論的トランスオミクス解析

脂肪细胞中胰岛素依赖性葡萄糖代谢的动力学转染色体分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 大野聡;黒田真也;大野聡
• 通讯作者: 大野聡

少数の酵素に対するインスリン依存性リン酸化とアロステリック制御による脂肪細胞の糖代謝制御

通过胰岛素依赖性磷酸化和少数酶的变构控制来控制脂肪细胞葡萄糖代谢

• 发表时间: 2022
• 作者: 大野聡;黒田真也
• 通讯作者: 黒田真也

Omics-based label-free metabolic flux inference reveals dysregulation of glucose metabolism in liver associated with obesity

基于组学的无标记代谢通量推断揭示了与肥胖相关的肝脏葡萄糖代谢失调

• 发表时间: 2021
• 作者: 植松沙織;大野聡;黒田真也
• 通讯作者: 黒田真也

In vivo transomic analyses of glucose-responsive metabolism in skeletal muscle reveal core differences between the healthy and obese states.

• DOI: 10.1038/s41598-022-17964-9
• 发表时间: 2022-08-12
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Kokaji, Toshiya;Eto, Miki;Hatano, Atsushi;Yugi, Katsuyuki;Morita, Keigo;Ohno, Satoshi;Fujii, Masashi;Hironaka, Ken-ichi;Ito, Yuki;Egami, Riku;Uematsu, Saori;Terakawa, Akira;Pan, Yifei;Maehara, Hideki;Li, Dongzi;Bai, Yunfan;Tsuchiya, Takaho;Ozaki, Haruka;Inoue, Hiroshi;Kubota, Hiroyuki;Suzuki, Yutaka;Hirayama, Akiyoshi;Soga, Tomoyoshi;Kuroda, Shinya
• 通讯作者: Kuroda, Shinya