TCDDによる糖代謝異常モデルを用いた新規メタボリックシンドローム関連因子の探索

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究はダイオキシン(TCDD)曝露により細胞内グリコーゲンが減少し、その現象にヘム合成系の律速酵素であるアミノレブリン酸合成酵素(ALAS)の誘導が関与することから、ALASを中心としたヘム合成系と糖代謝、脂質代謝との関連及び相互作用を分子生物学的に検討し、糖代謝におけるALASの生物学的意義、新規メタボリックシンドローム関連因子を同定することを目的としている。TCDDによりなぜALASが誘導されるのか、その機序に関与すると想定したCYP1A1タンパク質の発現抑制及び強制発現実験を行ったところ、細胞内のALASの発現量はCYP1A1により規定されていた。この結果からTCDDはCYP1A1を介してALASを誘導することが明らかとなった。グリコーゲン代謝調節機構におけるALASの作用するシグナル経路として、ウエスタンブロッテイングによる解析を行ったところ、TCDDを曝露した細胞ではグリコーゲンの合成を行う酵素であるGSのリン酸化が更新し、活性型の量が減少していた。一方ALASをノックダウンした細胞ではこの現象は確認されなかったため、ダイオキシンはALASを誘導しGSを不活性化することによってグリコーゲンを減少させていることが明らかどなった。一方インスリンを添加した場合、細胞に対しTCDDをGSのリン酸化の更新は認められないため、本研究で行った細胞実験では、TCDDはインスリンの作用を阻害しないことが示された。本研究の結果より、TCDDによる毒性発現機序の一端である、CYP1A1、ALAS、GSと作用する一連のシグナル経路が明らかとなった。本研究で対象としているALASは糖制御に関与することが示され、メタボリックシンドローム治療の標的となることが示唆される。また、TCDDによる誘導を詳細に検討することは、未知であったヘムによるネガティブフィードバック制御の解明に繋がる可能性がある。