温度生物学トピックス
褐色脂肪組織におけるATGL介在性の脂肪分解は寒冷誘導熱産生に必須ではない
文献紹介者；東京大学・先端科学技術研究センター・代謝医学分野 高橋 宙大・酒井寿郎
遊離脂肪酸は代謝される事で熱産生の基質として利用され、また脱共役タンパク質UCP1に結合、活性化させることで褐色脂肪組織(BAT)における非震え熱産生を引き起こす。脂肪トリグリセリドリパーゼ(ATGL)は脂肪動員の第1段階を触媒する律速酵素であり、NSTにおいて重要なステップを担っている。グローバルATGL欠損(AKO)マウスは寒冷不耐性やBATにおける脂肪分解障害を呈し、これまでBATでのATGL介在性脂肪分解が寒冷誘導NSTに必要不可欠なものと考えられてきた。しかしながら組織特異的なATGLの寒冷誘導NSTへの影響については、十分に調べられていなかった。
今回、筆者らは、BAT特異的ATGL欠損マウスではBAT内の脂肪分解が低下しており、BAT形態変化を伴うものの、 摂食及び絶食下において寒冷誘導NSTが損なわれていない事を見出した。また、脂肪組織特異的なATGL欠損マウスでは、寒冷下、絶食により低体温を示すが、再摂食により正常体温に戻る事を明らかにした。この結果から絶食下における寒冷誘導NSTにATGLを介した白色脂肪組織からの脂肪動員が必須で、摂食下では飼料由来のグルコースや遊離脂肪酸がNSTの基質として利用されている事が示唆された。一方、AKOマウスは、摂食下においても低体温を示し、また、過去に筆者らは、AKOマウスが進行性拡張型心筋症を呈する事を報告している(参考文献)。そこで心筋特異的なATGL欠損マウスの寒冷耐性を調べた結果、心機能障害を認めないタモキシフェンによる遺伝子改変誘導後6週経過時点では正常体温を維持するが、障害を認める10週経過時点では低体温を示す事が明らかとなった。これらの結果から、寒冷誘導NSTには、BATにおけるATGLを介した脂肪分解は必須でなく、熱産生基質として飼料中のエネルギー基質もしくは白色脂肪組織からの脂肪酸動員が必要である事、また熱産生基質の供給を担う心機能が必須である事が明らかとなった。
紹介論文：
Schreiber R, et al.
Cold-Induced Thermogenesis Depends on ATGL-Mediated Lipolysis in Cardiac Muscle, but Not Brown Adipose Tissue.
Cell Metabolism. 26(5):753-763.e7, 2017
参考論文：
Haemmerle G. et al.
Defective lipolysis and altered energy metabolism in mice lacking adipose triglyceride lipase.
Science 312: 734–737, 2006
Haemmerle G. et al.
ATGL-mediated fat catabolism regulates cardiac mitochondrial function via PPAR-a and PGC-1.
Nat. Med. 17: 1076–1085, 2011
