肥満状態の脂肪細胞におけるβ-アドレナリンシグナル減弱機構の解明と食品科学的応用

阐明肥胖脂肪细胞中β-肾上腺素能信号的衰减机制及食品科学应用

基本信息

批准号：
22K20572
负责人：
川原崎聡子
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20572/
关键词：
UCP1 HCAR1 β-アドレナリンシグナル乳酸 3-hydroxybutyrate

项目摘要

細胞実験においては、褐色脂肪組織由来細胞株に対してβ-アドレナリン受容体 (β-AR) アゴニストisoproterenol (iso) およびHCAR1アゴニスト3,5-dihydroxybenzoic acid (DBA) を共添加したところ、iso添加時のUCP1発現量がDBAにより有意に減少した。さらにisoにより上昇する細胞破砕液中のcAMPがDBA添加により有意に減少した。また、β-ARシグナルを介したUcp1発現誘導に寄与する転写因子cAMP response element binding protein (CREB) の活性を示すリン酸化レベルを評価したところ、iso添加により亢進したリン酸化がDBAにより有意に抑制された。これらの結果はHCAR1がGi共役型のGPCRとしてβ-ARシグナル経路の活性調節に寄与し、Ucp1発現調節能を示すことを支持するものである。加えて、HCAR1アゴニストとして作用する代謝産物である乳酸もDBA同様にiso添加時のUcp1発現量を有意に減少させた。また内因性の乳酸による効果を検証するため、乳酸産生を亢進する低酸素条件でiso添加を行ったところ、通常酸素条件と比較してUcp1発現量が有意に減少した。この結果から、脂肪細胞が産生する乳酸もβ-ARシグナルを介したUcp1発現誘導調節に寄与する可能性が見出された。動物実験においては、脂肪細胞特異的lactate dehydrogenase A (LDHA) ノックアウトマウスに対して寒冷刺激を行った。その結果、通常食負荷条件下では褐色脂肪組織において、高脂肪食負荷条件下では鼠径部白色脂肪組織においてUcp1発現量が増加する傾向が見られた。しかし、組織内乳酸濃度も含めてノックアウトによる影響が顕著ではなかったため、より適した実験条件を検討する必要があると考えられた。

在细胞实验中，当β-肾上腺素受体（β-AR）激动剂异丙烯醇（ISO）和HCAR1激动剂3,5-二羟基苯甲酸（DBA）被共同添加到棕色脂肪组织衍生细胞系的棕色脂肪细胞系，在ISO时代的UCP1的表达水平是显着的。此外，通过添加DBA，通过ISO升高的细胞裂解液营地显着降低。此外，当我们评估磷酸化水平时，它显示了转录因子cAMP响应元件结合蛋白（CREB）的活性，这有助于通过β-AR信号诱导UCP1表达，磷酸化的增加显着抑制了ISO的添加。这些结果支持HCAR1有助于调节β-AR信号通路作为GI偶联的GPCR的活性，并且表现出调节UCP1表达的能力。另外，乳酸是一种充当HCAR1激动剂的代谢产物，大大降低了ISO添加时UCP1表达的量，就像DBA一样。此外，为了验证内源性乳酸的作用，当在低氧条件下添加ISO以增强乳酸产生时，与正常氧气相比，UCP1表达水平显着降低。该结果表明，脂肪细胞生产的乳酸也可能有助于β-AR信号介导的UCP1表达调节。在动物实验中，对脂肪细胞特异性乳酸脱氢酶A（LDHA）敲除小鼠进行冷刺激。结果，在高脂肪饮食载荷条件下，UCP1在正常食物载荷条件下以及腹股沟白色脂肪组织的棕色脂肪组织的趋势趋于增加。但是，由于敲除的效果并不是特别明显，包括组织乳酸浓度，因此人们认为应该考虑更合适的实验条件。