脂肪細胞におけるミトコンドリアを介したエネルギー代謝機構の解明

阐明脂肪细胞中线粒体介导的能量代谢机制

• 批准号: 18J14879
• 负责人: 菅原 祥
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14879/
• 关键词: 褐色脂肪組織; ミトコンドリア; タンパク質脱リン酸化酵素; PGAM5; UCP1; 褐色脂肪細胞; 脱リン酸化酵素

我々が機能解析を行っている分子PGAM5の生理機能を明らかにする目的でPGAM5欠損マウスを作製したところ、高脂肪食負荷時に体重増加の抑制などの表現型を示すことがわかった。表現型のメカニズムを明らかにするために褐色脂肪組織に注目して解析を行ったところ、褐色脂肪組織におけるエネルギー消費や熱産生に重要であるとされているUcp1のmRNA発現量、タンパク質発現量ともにPGAM5欠損マウスで増加していることが明らかになった。この遺伝子発現変化を初代培養褐色脂肪細胞系においても検討したところ、組織と同様にPGAM5欠損によってUcp1が増加することが確認された。また、褐色脂肪細胞にPGAM5を過剰発現することによってUcp1の発現が減少することが確認された。このことから、PGAM5は褐色脂肪細胞においてUcp1の発現を抑制していることが示唆された。次に、PGAM5によって増加したUcp1が機能的であるかを、細胞の酸素消費速度を指標として評価したところ、アドレナリンβ3選択的作動薬処置依存的な酸素消費量が優位に増加していることがわかった。この結果から、PGAM5欠損型の褐色脂肪細胞ではエネルギーを消費する能力が高くなっていることが示唆された。次に、Ucp1の発現制御にPGAM5の機能が関与するかを検討した。脱リン酸化酵素活性を失った変異体と、膜内切断に耐性を示す変異体を用いて検討したところ、これらの変異体を過剰発現してもUcp1発現の抑制は観察されなかった。このことからPGAM5は脱リン酸化酵素活性と膜内切断という機能や特徴を介してUcp1遺伝子の発現を抑制していることが示唆された。本研究の内容は2020年4月に国際誌にて報告した。

The physiological function of PGAM5 is expressed in the expression of PGAM5 deficiency, inhibition of weight gain during high fat load, and expression of PGAM5 deficiency. The expression of Ucp1 mRNA in brown subcutaneous fat is important for the production of heat. The development of this gene was confirmed in the primary culture brown adipose cell line. The expression of PGAM5 in brown adipose cells was reduced. PGAM5 inhibits the expression of Ucp1 in brown adipose cells. Pgam5 increases in Ucp1 function, cell acid consumption rate indicator, and increases in acid consumption dependent on action of Pgam 3 selection. As a result, PGAM5-deficient brown fat cells have a high ability to reproduce and consume. Next, Ucp1 's development control PGAM5 's function is related to the following: Deacidification enzyme activity loss, membrane cut-off resistance, use of foreign enzymes, foreign enzymes appear, UCP1 appears and inhibits the development of foreign enzymes. PGAM5 is a deacidifying enzyme that inhibits the production of UCP1 proteins. The contents of this study were reported in April 2020 International Journal.

项目成果

PGAM5による褐色脂肪細胞の機能制御解析

PGAM5对棕色脂肪细胞的功能调节分析

• 发表时间: 2019
• 作者: 菅原祥;服部一輝;藤澤貴央;一條秀憲
• 通讯作者: 一條秀憲

ミトコンドリア局在型プロテインホスファターゼPGAM5の細胞・個体レベルでの生理機能解析

线粒体定位蛋白磷酸酶PGAM5在细胞和个体水平的生理功能分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 菅原祥;服部一輝;藤澤貴央;一條秀憲;菅原 祥;菅原 祥
• 通讯作者: 菅原 祥

ミトコンドリア局在型プロテインホスファターゼPGAM5の細胞・個体レベルでの解析

细胞/个体水平上线粒体定位蛋白磷酸酶 PGAM5 的分析

• 发表时间: 2018
• 作者: 菅原祥;服部一輝;藤澤貴央;一條秀憲;菅原 祥
• 通讯作者: 菅原 祥