愛知学院大学薬学会誌 第１１巻

脂肪組織における時計遺伝子 Nfil3 の新規生物作用の解明と時計遺伝子を標的とする創薬に向けた基盤研究
研究代表者：平居貴生（医療生命薬学研究ユニット）

健康長寿社会の実現に向けて、国民の健康寿命

脂肪組織は白色脂肪組織と褐色脂肪組織に大別の延伸が必要不可欠である。生物の生命活動は約されるが、白色脂肪組織は，アディポネクチンと２４時間周期の体内リズム（体内時計）によっていった生理活性物質を分泌し，代謝等を制御する支配されており、そのリズムを制御しているのが主要な内分泌臓器である。一方、褐色脂肪組織は時計遺伝子である。近年、肥満や糖尿病、高血圧熱産生を行い，体温の維持や代謝の制御に寄与す症などの生活習慣病の発症に時計遺伝子が関与する。よって、本研究では、白色脂肪細胞におけるるという報告がある。また、時計遺伝子を標的と時計遺伝子 Nfil3 の機能解析のために、マウス胚した化合物である合成 Rev-erb リガンドは、高脂細胞由来間葉系幹細胞株 C3H10T1/2 細胞、および血症や高血糖が改善され、代謝疾患の治療に有効

マウス鼠蹊部白色脂肪組織由来の白色脂肪前駆細1)である可能性が示唆されている 。しかしながら、胞を用いて、Nfil3 の脂肪細胞分化への影響につい①脂肪細胞分化制御における時計遺伝子の詳細なて解析した。C3H10T1/2 細胞に対して、siRNA 法

役割の解明、あるいは、②時計遺伝子を標的としを用いて Nfil3 をノックダウンした後、Oil Red Oた薬剤が明らかな薬理効果を確立するに至った研染色による脂肪蓄積能の測定および、定量的リア究報告はない。

ルタイム PCR 法による脂肪細胞関連遺伝子の変本研究では、時計遺伝子による脂肪細胞分化制動を測定し、細胞分化へ影響について検討した。

御機構の一端を明らかにする目的で、時計遺伝子その結果、siRNA 法を用いて Nfil3 をノックダウ

Rev-erbs に よって制御される転写因子 Nuclear

ンした C3H10T1/2 細胞では、コントロール細胞にFactor, Interleukin 3 Regulated（Nfil3）に焦点を絞比して、アディポネクチン遺伝子（Adipoq）、fattyって、概日リズムを制御する時計遺伝子 Nfil3 のacid binding protein 4（Fabp4）、脂肪性トリグリセ新規生物作用を明らかにすることによって、時計リドリパーゼ遺伝子（PNPLA2）、脂肪酸合成酵素遺伝子を標的とした生活習慣病に対する新しい治遺伝子（Lipe）の有意な減少が確認された。同様

療理論構築に向けた有用な情報基盤を蓄積するこに、マウス白色脂肪組織由来の白色脂肪前駆細胞とを目的とした。具体的には、（1）脂肪組織におを用いた解析において、Nfil3 ノックアウトマウス

ける時計遺伝子 Nfil3 の新規機能の解明と脂肪細から調整した白色脂肪前駆細胞では、対照細胞に胞の細胞分化制御における時計遺伝子の役割を明比して脂肪蓄積の著名な減少が観察された。また、らかにする。また、（2）時計遺伝子 Rev-erb の天Adipoq、Fabp4、PNPLA2、あるいは Lipe 遺伝子の然物由来新規アゴニストの探索を試みた。

有意な減少が確認された。したがって、時計遺伝子 Nfil3 は、白色脂肪細胞の細胞分化において重1) 脂肪組織における時計遺伝子 Nfil3 の新規機能要な役割を果たす可能性が示唆された。

本研究では脂肪組織における時計遺伝子の機能的役割について検討するために、培養脂肪細胞、2) 脂肪細胞褐色化における時計遺伝子 Nfil3 の機

Nfil3 遺伝子欠損マウスを用いて、下記の研究を行能解析った（担当：平居）。
①

近年、寒冷刺激によって誘導される、熱産生を白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞分化における時行うが褐色脂肪細胞とは由来の異なる褐色脂肪様計遺伝子 Nfil3 の機能解析細胞「ベージュ脂肪細胞」が見出され、褐色脂肪②細胞と同様に、肥満・生活習慣病の治療標的としNfil3 遺伝子欠損マウスを用いた解析46

て関心が高まっている。また、寒冷刺激はベージれら表現型に関与する可能性が示唆される。以上

ュ細胞数を増加するなど、脂肪前駆細胞からの脂の結果から、時計遺伝子 Nfil3 が脂肪細胞分化に肪細胞の分化、あるいは脂肪細胞新生は、生体に重要な役割を果たすことが明らかとなった。さらおける恒常性の維持にも重要な役割を果たす。すに、培養褐色脂肪細胞に対する核内受容体 Rev-erb

なわち、脂肪前駆細胞の細胞分化を制御する機構の合成アゴニスト GSK4112 刺激によって、Nfil3の理解は，肥満改善に向けた新たな治療理論の構の発現低下に伴う Ucp-1, Ppargc1a の有意な発現増築に重要である。よって、次に、C3H10T1/2 細胞加を確認している。現在、漢方方剤繁用生薬、薬および、マウス白色脂肪組織由来の褐色脂肪様細用植物抽出エキスを用いたスクローニングによっ胞分化を制御における時計遺伝子 Nfil3 の役割にて、時計遺伝子 Nfil3 の発現に対して抑制的に作ついて検討した。C3H10T1/2 細胞に対して、siRNA用するような新規 Rev-erb アゴニストの探索を試法を用いて Nfil3 をノックダウンした後、褐色脂みることによって、時計遺伝子を標的とした肥満肪細胞分化培地を用いて培養した。培養４日目のや糖尿病改善薬の創出の可能性について検討中で細胞から total RNA を回収し、定量的リアルタイある。さらに、生活習慣病だけでなく、各種疾患

ム PCR 法による褐色脂肪細胞関連遺伝子を測定に対する新規 Rev-erb アゴニストの有効性を講座し、細胞分化へ影響について検討した。その結果、横断型研究や連携型研究を通じて検証するためのsiRNA 法 を 用 い て Nfil3 を ノ ッ ク ダ ウ ン し た

基盤研究となることを期待したい。

C3H10T1/2 細胞では、コントロール細胞に比して、Ppargc1a、FGF21 の有意な増加が確認された。同様に、マウス鼠蹊部白色脂肪組織由来の褐色脂肪参考文献

様細胞を用いた解析において、Nfil3 ノックアウト

1) Solt, L.A., Wang, Y., Banerjee, S., Hughes, T.,

マウスから調整した褐色脂肪様細胞では、対照細Kojetin, D.J., Lundasen, T., Shin, Y., Liu, J.,胞に比して Ucp-1, Ppargc1a、FGF21 の有意な増加

Cameron, M.D., Noel, R., Yoo, S.H., Takahashi,が確認された。
また、Nfil3 の標的分子である Bmp4

J.S., Butler, A.A., Kamenecka, T.M., Burris, T.P.

遺伝子の有意な増加が、Nfil3 ノックアウト由来褐

Nature, 485, 62-68 (2012).

色脂肪細胞において確認された。以上の結果から、
時計遺伝子 Nfil3 は褐色脂肪細胞の細胞分化にお【謝辞】

いて重要な役割を果たす可能性が示唆された。ま愛知学院大学医療生命薬学研究所

た、Nfil3 は白色脂肪細胞の細胞分化を正に制御す

助成により、本研究を実施できましたことに感謝るが、脂肪前駆細胞からの褐色脂肪細胞への分化申し上げます。

医療生命薬学を抑制する可能性が示唆され、これら制御機構には Bmp4 が関与する可能性が示唆される。
【研究成果発表】
以上の細胞レベルでの研究成果を基に、個体レ学会発表

ベルでの解析、異なった視点からのより複合的な1. 平居 貴生、髙木 三千代，中島 健一，井上 誠：アプローチに発展させるため Nfil3 遺伝子欠損

脂肪組織の褐色化に作用する天然物の探索と（KO）マウスを中心に解析した。高脂肪食摂取肥その制御機構の解析. 日本薬学会第 138 年会一満モデルマウスへの Nfil3 KO の影響について検般シンポジウム「体性幹細胞の機能制御による討した結果、高脂肪食摂取肥満モデルマウスにお疾患治療の新たな展望」、2017 年 3 月（石川）いて観察された体重の増加、あるいは脂肪組織の重量の増加は、Nfil3 KO では有意に抑制されることが明らかとなった。すなわち、Nfil3 発現低下による細胞分化抑制あるいは細胞脂肪褐色化が、こ- 47 -