体脂肪蓄積と食事性脂肪に関する栄養学的研究
京都大学大学院農学研究科教授伏木亨

要約

肥満発症及び改善の鍵を握る脂肪細胞の発生・機能分化を、特に食事性脂肪との関連において解析するとともに、その作用機序について核内受容体の観点から解明することを目的とした。その結果、食品由来の脂肪酸は、核内転写共役因子のひとつである CBPの介在のもとに脂質代謝制御に関与する核内レセプタ一、 PPARyの活性化を芯包することにより脂肪細胞の分化・増殖、脂質代謝さらには肥満・糖尿病などの病体発症と深く関連しているととが推察された。これらの知見は、今後の食生活、特に脂肪摂取の観点からの生活習慣病の予防・改善のための方法論的基盤をもたらすものである。
キーワード:肥満、体脂肪、生活習慣病、食事性脂肪、脂肪酸、核内受容体、転写共役因子

序論

高脂血症、糖尿病、高血圧、動脈硬化症など多くの生活習慣病が体脂肪の過剰蓄積(肥満)を基盤として発症し、また増悪することは良く知られた事実となってきている。このような肥満の第一義的な要因としては、摂食コントロールの破綻によるエネルギーの過剰摂取並びに体熱産生機能不全によるエネルギー消費の低下が指摘されている。食事性あるいは遺伝性肥満は、栄養学のみならず健康科学・予防医学上極めて重要な課題であるが、その基本的な脂肪細胞形成のメカニズムさえ、この十数年前までほとんど進展が認められなかった。しかし、今日漸くの細胞生物学、分子生物学的手法の進歩に伴い脂肪細胞の特性の解析法が進展し、栄養学的な解析が可能な状況となってきている。
脂肪細胞には白色脂肪細胞と褐色脂肪細胞があり、単に脂肪細胞といえば前者を意味する。両細胞は生体の特徴的な部位で発生・分化し組織を形成する。白色脂肪組織は、単なる脂肪の貯蔵庫であり、代謝的に不活発な組織と見なされていた。しかし最近では交感神経系や内分泌系(レプチン等)の制御下で褐色細胞も合めた脂肪組織の営む活発な代謝制御機構が認識され、脂肪組織が脂質代謝や糖代謝の接点、となって生体全体のエネルギーバランスの要となっていることが明らかとなってきた。
白色脂肪組織は一般に脂肪組織として知られているもので量的にも多く、全身に広く分布する。白色脂肪組織は、食物摂取後の余剰エネルギーを中性脂肪の形で貯め込み、必要なときに脂肪酸とグリセロールの形で全身に再供給するために特殊化した器官である。また、白色脂肪細胞は少なくともこのような脂肪の合成と分解の両能力を同時に有する細胞と定義される。白色脂肪組織は複数の細胞から構成されており、それらの細胞には、脂肪滴を貯め込んだ脂肪細胞、前駆脂肪細胞、線維芽細胞、血管内皮細胞、神経細胞などがある。それらの細胞のうち成熟脂肪細胞の数は、以前は乳幼児期や思‑1ー孝手芸書など限られた隊員語 i
こしか持草加殺す主、その時期 i
こ全議室の数(およそ 3∞億総)が決定されると考えられていたが、近年の泌えま深いお?焚によって括主人になっても滋務iのエネルギー摂理主や逮動弓，)i!.などによって総務総胞の数が壊滅し、肥満者では4∞ ‑600
俊樹にも主義することが明らかとなってきた。これは人の体を構成する綴絡のおよそ 0.5‑1%可?あるが、主義選では送還予言約0%前後、~~鴻毛きでは 30-409るにまで透する。脂肪細般の直径は、 10μ 聞から 2∞ μ m ものバザヱーションがある。

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闘のj炎熱媛君主多額

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のき量肪が合まれている。日記入の事室長誌の犯満マ i
立、 f毘キのH
詩肪細胞の勝目方合量が綴加し、細胞が n~大化 (hyp日irophy) する。
勝君主奪第胞の肥大1~1立、病主義発車E と深く詩著述するごとが次第に朗らかになりつつある。また喜善防総胞の大きさには限界があるため、さらに過剰の食物をとるど脂肪綴目撃絞め毒事方自 (hyperplasty)を引き起
こ寸ことによって獲得したこにネルギ…を逃がすことなくm主主に貯蔵する。また、白色脂肪線路は雪量産主を潔め込むだけマ i
立会〈、それらの員守護露エネルギーを 1
f3アドレナザンさき君主体を介した衿経系・内分
泌系制御十Flこ5
喜助重量の形態で余分 i
こ再供給し、空主体の悩滋性を維持している。
費者生告は本米恒常的 i
こf
飢え JI
こ際立5しており、捕獲や道長選霊などの泌総のためのエネルギー滋を体内i
こ貯講義しておくことが生き残るための必須条件である。そのためか塁建物がエネルギ…を体内 l
こ、滋め込
む機キ替は緩めて巧妙である。見議ll!
J
組織は…遂の雪旨肪縦胞の増織と分化の滋幸裂を介して緩めて効率約にエネルギーを脂肪の寿喜霊長で貯蔵する。動物 i
立本来生存のためにエネルギーを綴紛どして体内 i
こ保持しゃ寸く、かっき支出しにくいというさÈ~型的特徴がある。このような本質的な特性がとトの肥満発選定と深く関わっていると考えられる〈日。
喜章意義調般の新しいさらに近年、懸君主李朝胞に関するさ左季語学および生化学約な研究が発展するにつれ、 E機能が次第に紛らかとなってきた。 kりわけ爽襲来深い点 i
立、 f
分泌細ぬjとしての自t!!.脂肪幸闘機である。

E
定数し脂肪滴が克詰毒した勝紡細胞からはTNF‑"などのサイトカイン重要をはじめとして各種の化学因子が細胞外 iこ分泌され、脂肪綴謀議内さらには会身性 i
こiJ議く影響を淡 i
ますごとが明らかとなってきた。とのような白色脂肪綴ぬから分泌される生君主滋性物質 l
立、アディポサイトカイン (a品ipocyめ泌ne) と命名されている{針。今後、このような綴肪細胞から分泌される因子重要と、~~満に1半う著書尿病、持率Jtil圧や動脈括質化症などいわゆる∞mmon diseaseの発症との関わり老若草解することが緩めてま設契になるであろう。

研究呂的我キ i
手、総j
謁すなわち虫色縦泌総織の過若手足えには、闘を註腹立さま援隊の分化・機建造シグナルl::生体内の終霊堂なエネルギー消費総主主である泌を3>>量級組織 (brownadiposetis
総 ε:BA1)の機能不全が強く影響することをぶしてきたり 討。 BATの葬品迷子主機会きは、機能タンパク質である脱共役タンパク質 (ucp)
ωの発E廷が緩めて霊堂警警な役割を然たしている。ヒトや繁華実効物では殺防販においては BA
TI
ニ夜来する体然窓生機自告が活発に鋭いている。ところが、炎長長持経糸の機能低下や滋齢等 lこi
料 汲Aすの減少とそれ‑2‑に述書きして体熱産生機書器不全が発生し、白色脂肪綴織の望書加が引告緩こされる。核内受容惨などの転なメカニズムは未だ明らかではない。
き李総節機構が議芸きであろうと縫毒害されているが、その務長m綴i
こ関して、主案内
ヱド紛手記においては、 j二記のような肥満発事長および改善の銭安怒る2f噴燃の賂主主主E受容体告介する脂肪義務殺の発生・分化

a機能発現の解析を、キ寺 i
こ食事控騒動との関連において解析するととを目的としている。本研究課題 i率、前年度の i主導性脂肪のき議員立競肪酸による体熟産 i担J~自性化機事詩への霊長警に関する成果を路まえたものである。

研究方法

主室内高警察休#介する総君主主毘胞の等誌とk・分化・調整官民事表現ど傘差益!主主脂肪シの総支I!O)解析(1)転!1，j:共投~子{コアクチベーター)による核内受容体活投イ記事整然の解析

CBP (cAMP Response El籾nentBindin
草子protein B
inding Protein) がl
事務年に報告まされた i針。
CBPI
主、民様な車長忽E喜子コアクチベーター車線絡を有する辞3∞と高いアミノ駿配列の類似性が認められ澄伝子を組み込んだ評SIιCBPを機ることから CBP/p300とも呼ばれるむ本研究においては、うもずCBP
絡会ドメイン治!GAL‑4 (義生後号書留来)からなるキメ築した。ワガンド絡会ドメインが PPARy、DNAを構築した e また、レポーター遺伝子 である L慌 の 上 流 にラタンパクを合成するプスミド pM‑PPARaGA
し 4応答配列企t存在するプラスミド 4XUA哲.
S‑lucとpMCBPを構築し、それらのプラスミドをアフ1こトランスブスクトした{限付益そして、リガンドリカミドりザル腎自能的;請をの培養級胞である C本 1
綴織試薬(ポジティブコントローJしゃ5器産主畿など)軒家付したま密地でこの綿織を 24時間経幾した後、ルシアエラーを~~震性を Jレミノメータで視附し、加えた絞殺の PPA応対する活性化後を許制した。

‑‑@Llgand※ PPAR;PeroJti部蹴eprolifer
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CBP;ooactiv
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図CBP/PPARyレポータ…アッセイ J院の糠念密… 3‑

(2) 遺伝性肥満・糖尿病マウス綴是主総織における PPARyおよびコアクチベータ…遺伝子の発現と然態発悲の鱗祈泌総義援緩やの微王立の遅遺伝子発現を i割U，症するために、近年苦苦しい開発の量進歩が jlられる主主議会望号アルタイム RT‑PCR法'"の遜F習を紋みた、。 潔IJ'iEした遊撃伝子は、 PPARト CBP、p300、S畏.Clおよび内務義裏金襲遺伝子としての GAPDH (ぷycerophosphate‑dehydrogenase) であった。また RT‑PCRIこ使用したそ与遺伝子のプライマーは、表 1Iこ示した。リアルタイム RT‑PCRのiJlIl定条件以、現在報告中の議議文にその詳縦を紀元告した (rεf)。総務・繍尿病マウス KKAyli、 6~援護舎のま監を日本クレアより購入し、子主義援の開買手続料(オリエンタル酵母 :Mめ で 1週間餅絡した後、各種代謝パラメーターと院宣言透伝子の測笈;こ似した。また、対総務として 5
震災・糖尿病認銃後として知られている A/J系マウスを汚い、これらのマウスも跨繕に 6，閣議舎のものを購入し、 KKAyマウスと間稼の条件でき起草案;こを突した。なお、とれらの勤務主主総 i主、京都大学芸差学研究科実験動物袋僚会の承認のもとに行われた。

雲監 1 リアルタイムRれ PCR法で葉i~Æ:した潰伝子とそのブライマ一室cJlJ
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PPARr

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GGAGATCTGCAGTGATATGGACCAAGGGGTTCTACGGATGGAAACTCBP8663
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GATGGATGTGGAAGATAGGGC
TTTGAAGATGTGGTTATAGTCGTTp300

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号0581Fo阿v
ardReverseTCCTCGATATAAGGGAGCGGTTτGCACCTGGCAGτCGATTAG

SRC‑1U64828

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TCCAAAGTGGTTATCGATCGC

GAPDH

M32599Fo刊.
8ぽdReverse

GAAGGTCGGTGTGAACGGATTGAAGACACCAGTAGACTCCACGACATA

結象および考察(1)転写共役悶子{コアクチベーター)による 4
車内受容体洛性化機構の語専務

後近、核内レセプず}とタンパク後グンパク質殺 lif
宇燃し、転写の絞伎化官Eを正あるいは負に制御するコアクチベーター(インテグレーター)やコザプレッサー (coactivator，corepre
詔 or:共役事長写綴御因子)の君主状が急迷 i
こ明らかにされつつ為る{図 2)。亀井、 Roseぱ eldらにより核内レセプターによる季五写活性化 i
こ必須のコアクチベーター(インテグレーター)として CBP (cAMP I
ミesponseElement Binding‑Proteinl が1996'
塁
手に事費f
きされた， CBPは、同様な転空手隠そ子コアクチベーター機能を有する p3仰と高いアミノ級建rB
詩J(7)類似性が終められるごとから CBP/p300とれ苧ばれる。 CBPIま淡々な組織や綴憾で議道的 i
二、少E設発現する主主タンパク演であり、みlフィンガーやブロモ領域などさまざまな機能タンパク後モチーフをもっ分子サイズが 265kDの医大なタンパク笈である。 CBP辻、核内レ‑4‑核内レセブタ‑
PPARgな ど

脂肪細胞分化関連送母子の転写開始

義主幹事ま写包子群

間 2 脂肪細胞分化におけるこJ7 クチベーター CBP/p300の華~2事務室事への総与の綴念図

Oleicacid‑l!:ブターのみならず、 J
un、 Fos、 C/EBP/9、 pp宮Orsk、 NF.x
;B、 MyoD、してきた。 こ の モ デ ん に よ っ て と れ までに知らされていた核内レ・セプターと{ 自 の 転 写 因 子 と の 相 乗 ・ 的t主現象が、統一的に説明できる珂能性がでてきた。
本研究では、食品の友重警な構成脂肪‑‑・ー +CBP

{一ーターとして機緩していることが約務400

会‑ 0 一 心 BP

gさ CUFOJF)

J長の分子と緩合体を M
完走しインテグレdw
e的JgAWK03一@﹀喜一ezなどさまざまな僚級伝淡さらには STATh一M﹀
一ちpl60(SRC‑1)、ヒストンアセチラ‑.Jf、

500

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200100O~I----.---~---.---.

o0.
1110100章受であるオレイン君愛について、 そ の。￨倍icacidconcentration(fJ.M)

PPA
豆1'1
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主総をき主義す‑tるとともに、

題 3 指防署費の PPARy浴 性 化 能 に 及 ぼ す コ ア ク チ ベ ー

さらにそれらの反応憾に念望書なコアク

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語訪露愛としては食品中の主要な構成脂肪酸であが彩饗
チ ベ ー タ ー の ひ と つ で あ る CBP習いた。
るオレイン殺を Fの影響
タ一、 CBP

閣総糸ヤ検討した。そするかどうかを2r

ニ君主したようにオレ 4ン惑のみでも PP.
総 yの i5f'Efとが認められるが、 さらに CBPの結果、￨潤 3iを加えると活性が理事強された。に よ る こ の よ う な オ レ イ ン 酸 に よ る P段 以 y綴除後のま欝重量 i
主、添加した CBP
滋伝子還をに比また、 CBPこCBP堂 が PPARy活殺には緩めて幾重要倒したことから、事割胞内ではリガンドとしての脂肪般競と問時 iな因子であることが後察された。

(2) 遺伝性若君潔・事霊祭病マウス E
霊訪怒織における PPA沢γお よ び コ ア ク チ ベ ー タ ー 遺 伝 子 の 銭 湯 e:.終主主事書室主0)'‑努絞JFsH
主総選議ゅの後畿の滋伝子発現を i
霊d')Eするためのまを録的リアルタぜム宮下PCR法を磯殺した。賞受詩1した遺伝子ブうイマー i
主主主震性 iこ優れているとと、塁悪援が緩めて書室いこと、操作が簡便である;ことなどが判明した e 凶 4Iこ狩~:r m豆NA定畿のための後遺線の例を設号した。測定した遺伝燃肥満・糠尿病マ
ウス脂肪組織における j遺伝子は、

PPAR:r、 CBP、p300、SRC.
lおよび内苦手療機遊撃伝子としてのGAPDH (glycerophosphateトdehydrogenase) であり、それらは総て良好な定量殺が襲撃られた e 呂幸吉i
登伝子発現豪i
主総て、内部標準遺伝子I:::GAPDH発現量で補正して、算出した c 絞いて、災後 i
こ供したマウスの体重量やインスワン、レプチンなどの各種代謝パラメーターを測定した(淡 2)。その結果、

KKAYマウス i
ふ 紛 ら か にsl:
Jil
需と務長長続を発症していた e …方、その対照若手である A/Jマウスではそのような波状は絞められず、隠滅・総長長療にますしてま露主主役がみるととが確認された。そごで、減群の設をリアルタイムKf.
PC
献で測定したと乙ろ、紙読埼 e 糖尿病マウヌである短¥AyのP
PAR:r遺伝子発現fm
R
N
A'の発王認さ義が対空襲のA/J
マウス;こくらべて著しく商いごとが判明した{限引。また、代表的なコアタチベーターである p300とSRCll
主、それらの m
RNAの発里見援に両君手間で手事責設なさをは認められなかった。しかしながら、興味深いことに CBP
綴浴訟の発務畿は、 KKAy
マウスで号語放な穏加が認められた。
また、 CBPIまPPA
R:rの発現を号制j御することが知られている。これらのことから、 CBPが苦言紡総ぬでのPPAR:rの発蜘増強し、その縞刺附細胞の分化と燃絡を俊遂し、その後著書燦主導へと進展していくことが推建築された。従って、 CBP
Iま総満・糖尿病を毒事くキーレギュレーク‑1:::して機能しているととが示唆された。

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日2去による mRNAの定量

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1~1~

表 2 遺伝性肥満・電機E提病マウスにおける各種代言語パラメ…タ…

fB.
W)
Epididymalf
at (%o1.82 + 0.122

Periren
畠Ifat (%cfB.
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0.714 ま 0.083

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W)

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1
1 + 0.278
1.17
0.163*
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463 + 0.019

0.
442 + 0.017

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凋KK‑AY

A/J
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173.0 + 24.6

283.8 + 34.0会

Insulin (pg/ml)

484.2 + 36.84710.3 + 675.5会

Leptln(pg/ml)

2242 + 930

9066 + 646*

τG(mg/dl)

171.
4 + 11.2

271.5 + 29.2合NEFA (mEq/号

0.910 + 0.130

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05

図5 通量iii
生.
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思言議・滋療病マウス (KK‑Ay) とその護まま完投マウス (AIJ) 白色緩妨組織におけるPPARγ およびコアクチベーター (CBP. P総合， SRC・1) 遺伝子の発茨の比憲章… 7‑本研究においては、肥満発症及び日究会事のま建を握る脂肪点臓器話の発生・機脅自分化を、特 f
二食事{空腹立きとの担軽遂において解析するとともに、そのfドF
話機序について主案内奨学字体、特 I:PPARyc:.その共役 E
喜子 CBPの菱重点から解明することを閥的とした。その総書課、食品由来の』皆目指段差i
立、核内転宅主主主主党E喜子のひとつ?
ある CBPの分伐のもとに脂質代泌総衡に関与する事室内レセプタ一、 PPA沢γの活性化を介して脂肪組綴における路室主綴胞の分 1t; 場殖、さらには総滋・穏尿病などの病室主発症と滋く問題漆していることが後察された。とれらの知見 i
立、今後の生活習号室絞めて予防・改善のための方法論的基盤となるものである。

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