平成27年度~31年度 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究(研究領域提案型) 温度を基軸とした生命現象の統合的理解(温度生物学)

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研究報告

褐色脂肪細胞においてエネルギー消費を促す新たなメカニズムを発見

今回、褐色脂肪細胞に発現するTRPV2チャネルが熱産生を担う分子の発現を調節していることを明らかにしました。また、TRPV2チャネルを持たないマウスは、褐色脂肪細胞の熱産生機能が弱まり、冷たい刺激にさらされた時に体温を維持できなくなっていました。加えて、TRPV2KOマウスは、エネルギー消費が少なく肥満になりやすいこともわかりました。 今回の研究で、これまで謎であった褐色脂肪細胞の持つ熱産生機能の生理学的メカニズムの一端を解明することができました。褐色脂肪細胞は脂肪燃焼細胞とも言われるように、脂肪を分解してエネルギーを熱に変えることから、この細胞の活性化は、メタボリックシンドロームの治療や肥満改善に繋がります。褐色脂肪細胞に存在するTRPV2チャネルは、メタボリックシンドロームを始めとする生活習慣病の予防と治療のターゲットになることが期待されます。今後は、TRPV2チャネル機能の制御が生活習慣病の予防と治療につながる可能性を明らかにするために、肥満時の褐色脂肪細胞における役割などより詳細なTRPV2チャネルの機能を調べていきたいと考えています。


図 褐色脂肪細胞による熱産生とTRPV2チャネルの関与

外気温度は皮膚並びに感覚神経によって感知され、その情報は神経を介して脳へ伝えられます。その情報は脳で処理され、交感神経を介して褐色脂肪の活性を調節しています。寒冷温度にさらされると、それを主に感覚神経が感じて脳へ情報を伝えます。脳は体温を維持するために交感神経活動を亢進させ、褐色脂肪細胞を活性化します。交感神経から分泌されるノルアドレナリンが褐色脂肪細胞にある受容体を活性化し、熱産生を担う分子(UCP1など)の発現量を増加させます。また、脂肪細胞に蓄積された脂肪(トリグリセリド)を分解し遊離脂肪酸を産生し、UCP1を活性化することで熱を産生します。TRPV2チャネルは熱産生を担う分子の発現量増加に関与しており、また寒冷温度にさらされるとTRPV2チャネルそのものの発現量も増大します。

Sun W, Uchida K*, Suzuki Y, Zhou Y, Kim M, Takayama Y, Takahashi N, Goto T, Wakabayashi S, Kawada T, Iwata Y, Tominaga M*.
Lack of TRPV2 impairs thermogenesis in mouse brown adipose tissue
EMBO Rep. 17(3):383-399,2016, Mar.
PMID:26882545
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