Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

糖尿病 / 肥満 / 脂肪細胞 / 遺伝子 / 転写制御 / 高次クロマチン構造 / ゲノム編集 / 発生・分化

脂肪細胞分化において重要な役割を果たすPPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御機構は不明であった。ChIP-seq解析により、C/EBPα遺伝子の遠位領域にPPARγ結合部位のクラスターを同定し、これらの領域はスーパーエンハンサーを形成していた。さらに遠位エンハンサーとプロモーターにゲノムのループ構造の形成に関わるCTCFの結合部位を見出した。4C-seqや3C法では、遠位エンハンサーとプロモーター間に分化により増強する近接関係を認めた。PPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御において、CTCFを介したスーパーエンハンサーを有するクロマチンループの形成が重要である可能性が示唆された。

遺伝子 / 転写制御 / 高次クロマチン構造 / 3C / 脂肪細胞 / 分化 / 糖尿病 / 肥満 / 発生・分化 / 遺伝子発現制御

脂肪細胞の分化においてマスターレギュレーターである転写因子PPARγとC/EBPαのポジティブフィードバックループは重要な役割を果たすが、PPARγによるC/EBPα遺伝子の転写制御機構は現在まで不明であった。ゲノムワイドにPPARg結合領域を同定するChIP-seqや、核内でのゲノム領域間の3次元的な近接関係を検出する3C法による解析などから、既存の手法では明らかでなかったC/EBPα遺伝子の下流に存在する複数の機能的な遠位エンハンサーを同定し、転写制御において遠位エンハンサーとプロモーターのヒストン修飾やクロマチン構造、同領域間のクロマチンループのダイナミックな変化の関与が示唆された。

糖尿病 / 遺伝子 / シグナル伝達 / PPAR / アディポネクチン / インスリン / 肥満 / 脂肪細胞

レジスチンの生理学的・病態生理学的意義を明らかにするために、肥満のインスリン抵抗性惹起におけるレジスチンの意義やインスリン分泌や中枢に対する作用を検討した。インスリン感受性アディポカインの代表であるアディポネクチンの欠損マウスにおけるPPARγアゴニストの抗糖尿病作用を検討した。ob/obマウスにPPARγアゴニストであるピオグリタゾンを10mg/kgの用量で投与したところ、有意に耐糖能障害を改善させたのに対し、アディポネクチン欠損ob/obマウスでは耐糖能障害の改善は認められなかった。一方、ピオグリタゾンを30mg/kg投与した場合、ob/obマウスにおいてもアディポネクチン欠損ob/obマウスにおいても耐糖能障害が改善された。このことから、PPARγアゴニストによる抗糖尿病作用にはアディポネクチン依存性の経路に加え、アディポネクチンを介さない作用も存在することが証明された。興味深いことに、レジスチンは、10mg/kgの投与で変化せず、30mg/kgの投与によってはじめて低下した。また、高脂肪食誘導時にはβ細胞のインスリン分泌能が低下するが、β細胞量が代償的に増加することによりインスリン抵抗性に適応するが、この適応が障害されているグルコキナーゼヘテロ欠損マウスにおいてもレジスチンの役割を検討している。レジスチンの細胞内情報伝達に関しては、アディポネクチンの細胞内情報伝達を障害させていることを見出し、その上流あるいは下流に関して新たなシグナル分子を探索している。また、レジスチンが抑制するアディポネクチンの中でも高分子量のアディポネクチンが高活性型であることを明らかにした。興味深いことに、血中においては高分子量、中分子量、アルブミンに結合した低分子量の形態でアディポネクチンが存在していることを明らかにした。さらに、脳脊髄液中においては、このアルブミンに結合した低分子量の形態でアディポネクチンの多くが存在していることも明らかにした(投稿後、論文推敲中)。レジスチンが脳脊髄液中でどのような立体構造をとっているのか、アディポネクチンの作用を中枢でも抑制しているのか、検討している。

【研究分担者】
山内敏正	東京大学	医学部附属病院	寄附講座教員(客員助教授)	(Kakenデータベース)
門脇孝	東京大学	医学部附属病院	教授	(Kakenデータベース)
戸辺一之	東京大学	医学部附属病院	講師	(Kakenデータベース)