【研究領域課題番号】21K19496 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / アディポネクチン

【研究成果の概要】

視床下部腹内側核(VMH)は交感神経の中枢でありその破壊によって過食を呈していることから、VMH破壊マウスでは交感神経活性が低下し副交感神経活性が上昇しているものと思われた。まずはじめにVMH破壊マウスで認められたAd上昇が迷走神経切断(Vagotomy)、副交感神経遮断薬であるアトロピンの投与で減弱するかどうかを確認し、副交感神経を介することを証明した。さらに交感神経活性低下が重要なのか、副交感神経活性化が重要なのか、両方が必須なのかを判別するために、副交感神経活性化薬であるカルバコール投与、交感神経遮断薬6-hydroxydopamineのそれぞれ単独投与、両薬剤同時投与の実験を行い、血中Ad濃度やAd発現を検討した。また脂肪細胞は95%が交感神経の支配を受けており、副交感神経の役割は不明であったため、脂肪組織に副交感神経の受容体であるムスカリン受容体やアセチルコリン受容体が発現しているのかどうか、VMH破壊によってそれらの発現が変化するかどうかを測定するとともに、副交感神経のマーカ－であるコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)の発現を免疫染色にて確認した。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2021-07-09 - 2024-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】化学系薬学

【研究領域課題番号】24590028 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / 神経保護 / アルツハイマー / フラバノノール誘導体 / 小胞体ストレス / 筋委縮性側索硬化症 / マクロファージ / アルツハイマー病 / adiponectin

【研究成果の概要】

白桃花から分離したアロマデンドリンは、脂肪細胞のアディポネクチン発現量を上昇させるため、類似化合物を合成して神経細胞に対して試験を行い、神経細胞を保護する可能性が認められた。ベンケイソウ科植物Rhodiola sacraからマクロファージの活性化を抑制する2-phenylethyl gallateを明らかにし、類似化合物を合成し慢性炎症に有効である可能性が示唆された。アルツハイマー疾患などで問題となる神経疾患を保護する化合物を探索する目的でLicopodium serratum var. longipetiolatumの成分研究を行い新規アルカロイドeffususol Aを単離した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)

【研究分野】水産化学

【研究領域課題番号】19580233 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脂質 / 糖 / 代謝 / アディポネクチン / 糖尿病 / AMPK

【研究成果の概要】

哺乳類では, 血中アディポネクチンレベルの上昇によって脂肪, 筋および肝細胞における脂質代謝が促進されることが明らかになってきた. また, 哺乳類脂肪細胞の分化や代謝調節において核内受容体PPAR・が重要な働きを担う. 一方, 魚類におけるこれらの存在についてはゼブラフィッシュなどのcDNAおよびESTデータベースによって確認しうるが, 現時点では機能性を有した脂質代謝関連タンパク質が存在するかどうかについては全く情報が得られていない. そこで本研究では, 魚類においても脂質代謝に関与すると考えられるアディポネクチンなどの発現頻度を明らかにし, 脂質代謝調節経路を推定することを目的とした. ニジマスEST配列より, ニジマスアディポネクチンおよび受容体の全配列をin silicoクローニングし, その演繹アミノ酸配列に従って, ニジマスアディポネクチンペプチドを固相合成した. 本ペプチドを用いてウサギ抗血清を作製し, ニジマス肝臓, 血漿等を採取してSDS-PAGEに付し, ウェスタンブロッティングを行った. ウエスタンブロッティングの結果, 認識エピトープの異なる数種類の抗体で交差性が認められるアディポネクチン様成分がニジマス脂肪組織, RTG-2細胞, 血漿に認められることが明らかとなった. 抗ニジマスアディポネクチン抗体が認識するタンパク質は, 哺乳類アディポネクチンに相当する約30k成分以外に高分子成分が認められた. 還元条件下でも同様な傾向を示すことから, ニジマスアディポネクチンはジスルフィド結合以外の相互作用力によって多量体化するものと考えられた.これは, 哺乳類アディポネクチン多量体が還元条件下によって容易に単量体化することと大きく異なった.これらのことから, ニジマスにおけるアディポネクチンの作用メカニズムは哺乳類の多量体アディポネクチンシステムと類似しているものと推定された. ニジマスアディポネクチン受容体には1a, 1bおよび2の3種のアイソフォームが存在するものと推定されたが, 1aは膜貫通回数が少なく, 生理的に機能しないものと推定された.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】17390260 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

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

【研究成果の概要】

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。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】15,400千円 (直接経費: 15,400千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】15390284 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

糖尿病 / インスリン抵抗性 / インスリン受容体 / インスリン受容体基質 / アディポネクチン / 脂肪細胞 / 動脈硬化 / 代謝症候群 / 肥満 / レプチン / PPARγ / レプチン抵抗性改善薬

【研究成果の概要】

2型糖尿病におけるインスリン抵抗性の機序を明らかにするため、インスリン受容体基質(IRS)-2欠損マウスのインスリン抵抗性の機序を解析したところ、肝臓におけるインスリン抵抗性と中枢でのIRS-2欠損によるレプチン抵抗性による肥満が関与していた(Suzuki et al.,J.Biol.Chem.279,25039,2004)。また、視床下部特異的IRS-2欠損マウスの解析より、中枢でのIRS-2の欠損が肥満・インスリン抵抗性をきたすことが確認された(Kubota et al.,J.Clin.Invest.,114,917,2004)。一方、高脂肪食下のインスリン抵抗性には脂肪細胞でのアディポネクチンの発現や分泌の低下が関与している。アディポネクチンの受容体を発現クローニング法により同定した(Yamauchi et al.,Nature 423,762,2004)ところ、膜7回貫通型でAMPキナーゼ・PPARαなどの脂肪酸燃焼のパスウェイを活性化する作用を有していた。さらに、高脂肪食下・インスリン抵抗性のもとでは、このアディポネクチン受容体はダウンレギュレートされた(Tsuchida et al.,J.Biol.Chem.279,30817,2004)。脂肪細胞の肥大化に伴いインスリン抵抗性が増悪するが、肥大化の過程にはDGAT-2という中性脂肪合成の最終ステップの酵素が関与していることを明らかにした(Suzuki et al.,J Biol Chem.280,3331,2005)。血管障害に関してはIRS-1、IRS-2欠損マウスがともに代謝症候群を呈することと、血管においてはIRS-2が血管保護作用を担っていることを示した(Kubota et al.,Circulation 107,3073,2003)。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】14,800千円 (直接経費: 14,800千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】15590726 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アディポネクチン / 狭心症 / 糖尿病 / 代謝因子 / 動脈硬化 / 運動療法 / 運動耐容能 / 一酸化窒素(NO) / 高脂血症 / 肥満

【研究成果の概要】

高血圧・高脂血症・肥満のうちいくつかの合併症を有する急性・陳旧性心筋梗塞及び狭心症患者36例においてアディポネクチンと肥満度、血糖値、運動耐容能の間の関係について検討した。急性・陳旧性心筋梗塞等の心疾患患者において心臓リハビリテーション(心リハ)を行った群と、行わなかったコントロール群の2群にわけ、その前後でアディポネクチンなどと運動耐容能、呼気中一酸化窒素(NO)の変化について検討した。その結果、アディポネクチンは狭心症患者では8.1±5.9μg/mLと健常者の報告例と比べ低下していた。BMIは25.4±3.1であった。また、空腹時血糖は126±39mg/dL、HbA1cは5.9±1.2%と増加しており、耐糖能異常例・糖尿病例が多かった。最大酸素摂取量は正常予測値の68±12%と、中等度低下していた。さらに、アデイポネクチンは心リハ群では前の14.3±2.0から後に16.1±2.1μg/mLへと増加した(p<0.05)が、一方コントロール群では不変であった。最大酸素摂取量は心リハ群では前に比べ後で増加したが、一方コントロール群では不変であった。最大運動時の呼気NO排泄量は心リハ群では心リハ前に比べ後の方が増大したが、コントロール群では不変であった。以上より、虚血性心疾患患者においてアディポネクチンは低下していたが、これには肥満、糖尿病の影響が強いと考えられた。また、これらの患者では最大酸素摂取量、嫌気性代謝閾値などの運動耐容能も低下していたが、運動不足がアディポネクチンの低下に影響していると考えられた。さらに、心筋梗塞症例等の心疾患患者において心リハを行うと、低下していた最大酸素摂取量などの運動耐容能も改善するとともに、アディポネクチンの増加も同時に見られた。心疾患患者で多く見られるアディポネクチンの低下を心リハは改善し、インスリン抵抗性の改善につながると考えられた。心リハは運動時の呼気NO排泄量を増加させたが、血管内皮よりのNO産生を増加させ、血管内皮機能の改善を引き起こすと考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2003 - 2004

【配分額】3,000千円 (直接経費: 3,000千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】14207045 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アディポネクチン受容体 / 肥満 / 糖尿病 / アディポネクチン抵抗性 / 脂肪酸燃焼 / 糖取り込み / 核内受容体型転写因子 / AMPキナーゼ / アディポネクチン / 脂質代謝異常 / インスリン抵抗性 / PPARγ / 動脈硬化 / レプチン

【研究成果の概要】

肥満ではアデイポネクチンが低下し、糖尿病・代謝症候群の原因となっており、その補充がAMPキナーゼ(Nat.Med.8:1288,2002)やPPARαを活性化し、これらの効果的な治療手段となることを示した(Nat.Med.7:941,2001)。また、アディポネクチンの欠損により炎症性の内膜肥厚が増悪し(J.Biol.Chem.277:25863,2002)、アデイポネクチンの発現がapoE欠損マウスの動脈硬化巣の形成を抑制することを示した(J.Biol.Chem.278:2461,2003)。
脂肪細胞由来の抗糖尿病・抗動脈硬化ホルモン、アデイポネクチンの作用メカニズムと病態生理学的意義を明らかにするためにはアデイポネクチン受容体の同定が最重要課題である。私共は、特異的結合を指標にした発現クローニング法により、骨格筋に多く発現するアデイポネクチン受容体(AdipoR)1と肝臓に多く発現するAdipoR2の同定に世界で初めて成功した(Nature 423:762,2003)。興味深いことにAdipoR1と2は7回膜貫通型の構造を有すると考えられたが、既知のG蛋白質共役型受容体ファミリーとは構造的・機能的に異なったファミリーに属するものと考えられた。AdipoR1もしくはR2の培養細胞への発現、あるいは逆にsiRNAを用いた内因性の発現レベルを低下させる実験により、AdipoR1とR2はそれぞれ、骨格筋に強く作用するC末側のglobular領域のアデイポネクチン及び肝臓に強く作用する全長アデイポネクチンの受容体であり、AMPK、p38MAPK及びPPARαの活性化を介し、脂肪酸燃焼や糖取込み促進作用を伝達していることを示した。更にob/obマウスの骨格筋・脂肪組織においては、AdipoR1・R2の発現量が低下し、それと共にアディポネクチンの膜分画への結合、AMPキナーゼ活性化が低下するのが認められ、アディポネクチン抵抗性が存在することが示唆された(J.Biol.Chem.投稿中)。
同定したアデイポネクチン受容体に対する作動薬やアディポネクチン抵抗性改善薬の開発は、糖尿病・高脂血症などのリスクファクターを低減させる間接作用と血管壁に対する直接作用の両方を有する代謝症候群の根本的な治療法開発の道を切り開くものと強く期待される。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2002 - 2003

【配分額】50,310千円 (直接経費: 38,700千円、間接経費: 11,610千円)

【研究分野】代謝学

【研究領域課題番号】13877175 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写共役因子 / 脂肪細胞 / 分化 / PPAR / 肥満 / 糖尿病 / アディポネクチン / レプチン / PPARγ / 肥大脂肪細胞 / インスリン抵抗性 / レプチン感受性 / 組織内中性脂肪含量 / 脂肪酸燃焼 / 脂肪萎縮

【研究成果の概要】

肥満・抗糖尿病の表現型を呈することを報告した。本年度、PPRγを含めた種々の転写因子の共役因子CBP(CREBb inding Protein)のヘテロ欠損マウスがPPARγヘテロ欠損マウスに比し、より顕著な抗肥満、抗糖尿病の表現型を呈することを見い出した。本マウスで認められるエネルギー消費とインスリン感受性の増加は、レプチン感受性の亢進と、アディポネクチンの増加と相関した。(Nature Genetics 30,221,2002)。このアディポネクチンの抗糖尿病作用機構として急性にはAMPキナーゼを、慢性にはPPARαを活性化し、脂肪酸燃焼などを促進して、組織内中性脂肪含量を低下させて、インスリン抵抗性を改善させていることを見い出した(Nature Medicine 8:1288,2002; J.Biol.Chem. 278:2461,2003)。さらにこのアディポネクチン過剰発現がSRAやTNFαの抑制を介して動脈硬化を抑制することを示した(J.Biol.Chem. 278:2461,2003)。さらに野生型と異なり、このCBPヘテロ欠損マウスではレプチン欠損によっても肥満は認められず、血糖上昇も部分的であることを見い出した。アディポネクチン発現ob/obマウスでも肥満の改善は認められず、血糖低下も部分的であった。これらのことより、CBPによる体重・糖代謝調節経路にはPPARγ/レプチン/アディポネクチン非依存性経路も存在し、それらの同定は新規の抗肥満・抗糖尿病薬開発につながり重要であることが示唆された(投稿準備中)。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)