Transomics analysis of glucose-responsive metabolic regulation through crosstalk between the liver and muscle and its alterations associated with obesity

通过肝脏和肌肉之间的串扰进行葡萄糖反应性代谢调节的转组学分析及其与肥胖相关的改变

• 批准号: 21K16349
• 负责人: 小鍛治 俊也
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K16349/
• 关键词: トランスオミクス; 臓器連関; 肥満; インスリン; マルチオミクス

肥満は、複数の臓器における代謝制御に基づく臓器間代謝サイクルを乱し、食後高血糖や２型糖尿病などの代謝疾患を引き起こします。臓器代謝はDNA・RNA・タンパク質・代謝物の各オミクス階層にまたがるトランスオミクスネットワークにより制御されており、まだその全貌は明らかにされていません。本研究では、糖投与後の野生型 (WT)マウスとレプチン欠損肥満(ob/ob)マウスそれぞれについて、肝臓と骨格筋の代謝制御ネットワークを構築し、これらを統合することにより肝臓筋肉連関トランスオミクスネットワークの構築を試みています。本年度は、前年度に構築した筋肉の糖応答トランスオミクスネットワークの解析を完了しました。WTマウスでは、ob/obマウスに比べてグルコース応答性代謝物の数が約2.5倍多く、これらのグルコース応答性代謝物によって多くの代謝反応が影響を受けることがわかった。特に、ATPなどの補酵素やクエン酸、コハク酸などのTCAサイクル中間体の応答は、糖質やアミノ酸の代謝に影響を与えると考えられる。一方、ob/obマウスの代謝酵素をコードするグルコース応答性遺伝子数はWTマウスの約1.8倍であり、その遺伝子は主に糖質・脂質代謝に関わるものであった。また、中心炭素、分岐アミノ酸、ケトン体代謝において、いくつかの特徴的なグルコース応答性調節経路を発見した。そして、この筋肉のネットワークと以前構築した肝臓のネットワークを統合するための基盤整備も開始した。具体的には、血液を介した代謝物輸送経路及びその制御系をネットワーク上に表現するための輸送体の情報を収集した。

Metabolic disorders such as obesity, multiple organ dysfunction, postprandial hyperglycemia, and type 2 diabetes arise. The metabolism of DNA, RNA, protein and metabolite is controlled by various levels of protein and protein. In this study, the wild-type (WT) and post-sugar administration (ob/ob) genes were used to construct and integrate the metabolic system of liver and tendon. This year, compared with the previous year, the analysis of the structure of the muscle and sugar is completed. The number of metabolic metabolites in WT is about 2.5 times higher than that in WT. Special, ATP, enzyme, acid, TCA, intermediate, carbohydrate, acid metabolism The number of metabolic enzymes involved in the metabolism of carbohydrates and lipids is about 1.8 times that of WT. The characteristics of carbon, acid, carbon, carbon In the past, the development of the new technology has begun. Specific information on the metabolic pathways and control systems of the blood medium and metabolites is collected.

项目成果

マウスの肝臓と骨格筋における臓器内および臓器間代謝制御とその肥満による制御異常のトランスオミクス解析

小鼠肝脏和骨骼肌器官内和器官间代谢控制及其肥胖所致异常调节的转组学分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 小鍛治俊也;幡野敦;伊藤有紀;柚木克之;衛藤樹;守田啓悟;大野聡;藤井雅史;廣中謙一;江上陸;寺川瑛;土屋貴穂;尾崎遼;井上啓;宇田新介;久保田浩行;鈴木穣;池田和貴;有田誠;松本雅記;中山敬一;平山明由;曽我朋義;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

Optogenetic decoding of Akt2-regulated metabolic signaling pathways in skeletal muscle cells using transomics analysis

• DOI: 10.1126/scisignal.abn0782
• 发表时间: 2023-02-21
• 期刊: SCIENCE SIGNALING
• 影响因子: 7.3
• 作者: Kawamura，Genki;Kokaji，Toshiya;Ozawa，Takeaki
• 通讯作者: Ozawa，Takeaki