課題番号：29指 1033
研究課題名
：新たな脂質代謝異常症治療薬の創出を目的としたオメガ3脂肪酸欠乏センサーの探索
主任研究者名 ：菱川 大介
分担研究者名 ：キーワード ：ω3 脂肪酸、脂質代謝関連疾患、生体膜リン脂質、心血管系障害、ドコサヘキサエン酸
研究成果：
我々は生体膜リン脂質代謝が生体機能や疾患に影響するメカニズムの解明を目指している。これまで、全身性にドコサヘキサエン酸(DHA)を含むリン脂質を欠いている LPAAT3 欠損マウスの肝臓において、DHA の合成や取り込みに関与する遺伝子の発現が誘導されていることがわかった。本研究課題では、肝細胞がω3 脂肪酸もしくは DHA 欠乏のセンサーを有する仮説を立て、その分子機構の解明を試みるものである。
LPAAT3 欠損マウスは全身性に DHA 含有リン脂質を減少（ほぼ欠損）するため、DHA の合成や取り込みに関与する遺伝子群を LPAAT3 が高発現している脳、小腸、褐色脂肪組織、白色脂肪組織においても解析した。肝臓での誘導とは異なり、これらの組織では DHA の合成や取り込みに関与する遺伝子群の明らかな誘導は見られなかった。これらの臓器においても DHA 含有リン脂質は肝臓と同様に減少しているため、DHA 含有リン脂質欠乏による遺伝子発現の変化は全ての臓器に備わっているものではないことが示唆された。
この分子メカニズムを明らかにするため、培養細胞においても DHA の欠乏が認識されるかどうかについて解析することとした。これまでの報告から、DHA などの多価不飽和脂肪酸の合成に関与する遺伝子群は、培養細胞において DHA をはじめとした多価不飽和脂肪酸添加によりその発現が抑制される事が知られている。この結果は、本研究においても確認することができた。そこで本研究では現在、LPAAT3欠損細胞を用い、DHA 欠乏の認識機構の有無とそのメカニズムについて検討を行なっている。
さらに本研究では、肝細胞が DHA 欠乏センサーを有する生物学的意義についても解析を行う。肝臓は全身に脂質を供給する機能を有する臓器の１つであるため、肝臓特異的 LPAAT3 欠損マウスを作成し、肝臓における DHA 含有脂質を欠損させた状況における他の臓器の脂質組成の変化などを解析することにより、肝臓において DHA 欠乏を認識する生体における意義と重要性についても明らかにする予定である。現在本研究では、肝臓特異的 LPAAT3 欠損マウスを作成するために必要な LPAAT3 Cre-floxed マウスの産出に成功しており、今後肝臓特異的 LPAAT3 を作成する予定である。

Subject No.

：29 指 1033

Title

：A study of hepatic DHA-deficiency sensor as a novel therapeutic target fordyslipidemia
Researchers ：Daisuke Hishikawa
Key word：omega-3 fatty acids, dyslipidemia, membrane phospholipids, cardiovasculardiseases, docosahexaenoic acid
Abstract：
We have recently identified lysophosphatidic acid acyltransferase 3 (LPAAT3) as a

critical enzyme to produce docosahexaenoic acid (DHA)-containing phospholipids. In the course ofthe phenotypic analysis of LPAAT3 knockout (KO) mice, we found that genes which involved in
DHA synthesis and incorporation are up-regulated in the liver of LPAAT3 KO mice. Since
DHA-containing phospholipids are dramatically decreased in LPAAT3 KO mice, theseobservations led us to hypothesize that hepatic cells possess the sensor for DHA (or omega-3 fattyacid) depletion. Therefore, the aim of this study is to uncover the molecular mechanisms andimportance of DHA-deficiency sensor in the liver.
The induced expression of DHA-related genes was seen in LPAAT3 KO liver, but notwhite adipose tissue, brown adipose tissue, brain, small intestine, regardless of DHA-containing
phospholipid depletion in these tissues.
As reported previously, treatment of polyunsaturated fatty acids including DHA
suppressed the expression of genes involved in fatty acid unsaturation. To determine whether theincorporation of DHA into glycerolipids by LPAAT3 is involved in this suppression or not, I am
currently establishing the LPAAT3 KO cells by using CRISPR/Cas9 system.
In this study, I also plan to clarify the impact of hepatic DHA-containing lipids on othertissues. To investigate this, I will generate the inducible liver-specific LPAAT3 KO mice. I havesuccessfully generated the LPAAT3 Cre-floxed mice.

研究発表及び特許取得報告について

課題番号：29指 1033
研究課題名：新たな脂質代謝異常症治療薬の創出を目的としたオメガ3脂肪酸欠乏センサーの探索
主任研究者名：菱川大介
論文発表
論文タイトル

著者

掲載誌

掲載号

年

IizukaHishikawa Y,
Hishikawa D,
Sasaki J,
Lysophosphatidic acid acyltransferase 3 Takubo K, Goto
Journal oftunes the membrane status of germ cells M, Nagata K,
biologicaby incorporating docosahexaenoic acid
Nakanishi H,chemistryduring spermatogenesis.
Shindou H,
Okamura T, ItoC, Toshimori
K, Sasaki T,
Shimizu T.

292(29):1206512076

2017

Shindou H,
Koso H, Sasaki
J, Nakanishi
H, Sagara H,
Nakagawa KM,
Takahashi Y,
Journal of
Hishikawa D,
biologica
Iizukachemistry
Hishikawa Y,
Tokumasu F,
Noguchi H,
Watanabe S,
Sasaki T,
Shimizu T.

292(29):1205412064

2017

Valentine WJ,
Tokuoka SM,
LPAAT3 incorporates docosahexaenoic acid
Hishikawa D,
into skeletal muscle cell membranes andKita Y,
is upregulated by PPARδ activation.
Shindou H,Shimizu T.

Journal of lipid
59(2):184-194
research

2018

Hishikawa D,
Valentine WJ,Metabolism and functions of
Iizukadocosahexaenoic acid-containing membrane
Hishikawa Y,
glycerophospholipids.
Shindou H,
Shimizu T.

FEBS letters591(18):27302744

2017

Docosahexaenoic acid preserves visualfunction by maintaining correct discmorphology in retinal photoreceptor
cells.

学会発表
タイトル

網膜視細胞におけるリン脂質組成の意義

発表者
菱川 大介, 進
藤 英雄, 高祖秀登, 佐々木順子, 中西 広樹,佐々木 雄彦,
渡邉 すみ子,
清水 孝雄

学会名場所

年月2017年度 生命科
神戸ポートアイ学系学会合同年次
2017年12月
ランド大会

研究発表及び特許取得報告について

その他発表(雑誌、テレビ、ラジオ等)
タイトル

発表者

発表先

場所

年月日

該当なし

特許取得状況について※出願申請中のものは(発明名称)記載のこと。
登録番号

該当なし

※該当がない項目の欄には「該当なし」と記載のこと。
※主任研究者が班全員分の内容を記載のこと。

特許権者(申請者）
登録日(申請日)（共願は全記載）

出願国