Establishment of a novel model for human beige adipocytes converted from smooth muscle-like cells

ヒト成人では、褐色化（Browning）と呼ばれる現象を介して特定の脂肪組織内で誘導されるベージュ細胞が、主要な褐色脂肪細胞として機能している。しかし、脂肪組織内に散在するベージュ細胞のみを単離し、体外でその状態を維持することは困難であるため、特にヒトにおけるその発生メカニズムや褐色化の誘導因子については多くが不明である。本研究では、低分子化合物を用いてヒト皮膚由来、初代線維芽細胞から誘導されるヒト褐色脂肪細胞モデルciBA（chemical compound-induced Brown/Beige Adipocyte）の誘導メカニズムの解明を目的とした。初年度では、ciBAの誘導効率を増加させる成長因子や低分子化合物が、線維芽細胞の細胞集団をどのように変化させるか解析した。さらに、一細胞RNAシークエンス（scRNA-Seq）解析を行い、ciBAの前駆細胞について同定を試みた。今年度はその結果をさらに解析し、線維芽細胞に平滑筋様の遺伝子発現を示す特徴的な細胞集団が存在することを明らかとした。ciBAの前駆細胞の候補について、その遺伝子発現を解析し、新規なマーカーとなる遺伝子の候補を複数同定した。また、このような特徴的な細胞集団から誘導されるciBAを用いて、計画していた食品成分や成長因子から褐色化因子の探索をした。その結果、いくつかの効果の強い成分を発見し、その中で特にカプサイシンについてその直接的な褐色化効果を解析し、国際論文として報告した。また、ciBAを用いてミトコンドリア膜電位の活性が、脱共役タンパク質UCP1の遺伝子発現を抑制するという、細胞の栄養状態に依存した新規なフィードバックメカニズムを提案し報告した。

ヒト成人では、褐色化（Browning）と呼ばれる現象を介して特定の脂肪組織内で誘導されるベージュ細胞が、主要な褐色脂肪細胞として機能している。しかし、脂肪組織内に散在するベージュ細胞のみを単離し、体外でその状態を維持することは困難であるため、特にヒトにおけるその発生メカニズムや褐色化の誘導因子については多くが不明である。本研究では、低分子化合物を用いてヒト皮膚由来、初代線維芽細胞から誘導されるヒト褐色脂肪細胞モデルciBA（chemical compound-induced Brown/Beige Adipocyte）の誘導メカニズムの解明を目的とした。初年度では、ciBAの誘導効率を増加させる成長因子や低分子化合物が、線維芽細胞の細胞集団をどのように変化させるか解析した。さらに、一細胞RNAシークエンス（scRNA-Seq）解析を行い、ciBAの前駆細胞について同定を試みた。今年度はその結果をさらに解析し、線維芽細胞に平滑筋様の遺伝子発現を示す特徴的な細胞集団が存在することを明らかとした。ciBAの前駆細胞の候補について、その遺伝子発現を解析し、新規なマーカーとなる遺伝子の候補を複数同定した。また、このような特徴的な細胞集団から誘導されるciBAを用いて、計画していた食品成分や成長因子から褐色化因子の探索をした。その結果、いくつかの効果の強い成分を発見し、その中で特にカプサイシンについてその直接的な褐色化効果を解析し、国際論文として報告した。また、ciBAを用いてミトコンドリア膜電位の活性が、脱共役タンパク質UCP1の遺伝子発現を抑制するという、細胞の栄養状態に依存した新規なフィードバックメカニズムを提案し報告した。