名古屋学芸大学健康･栄養研究所年報第5号

2012年

《原著》

レプチン受容体遺伝子多型 Lys109Arg 及び Gln223Arg と肥満の関連
＊

近藤 志保
＊＊
田中 佑実
＊
石黒洋＊＊

近藤 枝里＊＊
深澤のぞみ＊＊
北川 元二＊＊

井田妃早美＊
山本 明子
＊＊
藤木 理代

要旨
【目的】脂肪細胞から分泌されるレプチンは、本来、食欲抑制作用があり、過度の肥満を防ぐ働きがあるが、多くの肥満者ではレプチン抵抗性が肥満の原因の 1 つと考えられている。レプチン抵抗性のメカニズムは未だ不明であるが、要因の一つにレプチン受容体遺伝子多型が挙げられ、Lys109あるいは Gln223を持つと血中レプチン濃度が上昇することが報告されている。そこで本研究では、日本人で報告されている遺伝子多型のうち、比較的頻度が高く、かつ、受容体の細胞外ドメインに存在する遺伝子多型である Lys109Arg および Gln223Arg について、BMI との関連を検討した。
【方法】文書により同意の得られた40歳以上男性群（n=22 53（42～80）歳 BMI=27.4±4.5（20.9～35.5））、40歳以上女性群（n=30 53（40～81）歳 BMI=23.4±4.2（17.1～32.2））、40歳未満女性群（n=163 22（20～39）歳 BMI=21.0±2.8（15.2～40.0））の、BMI とレプチン受容体遺伝子多型
Lys109Arg および Gln223Arg を解析した。
【結果】40歳以上の女性において、レプチン受容体遺伝子多型 Lys109および Gln223を併せ持つ者のBMI は26.0±3.9で、Lys109および Gln223を併せ持たない者の BMI 22.4±4.0に比べて、有意に高値を示した（p<0.05）。40歳以上の男性、40歳未満の女性においては、BMI の値に、遺伝子多型による有意な差は認められなかった。
【結論】中高年女性において、レプチン受容体遺伝子多型 Lys109および Gln223を併せ持つ遺伝子型は、肥満の遺伝因子の一つであると考えられた。
キーワード
肥満、レプチン抵抗性、レプチン受容体遺伝子多型、BMI1レプチンが挙げられる。レプチンは1994年、はじめにFriedman らにより、遺伝性肥満 ob/ob マウ

肥満は脂肪組織が過剰に蓄積した状態であスの遺伝子解析で見つけられたホルモンであると定義される。脂肪組織の蓄積量はエネルる 1 ）。レプチンは脂肪細胞から分泌される生理ギー摂取とエネルギー消費とのバランスに活性物質であるアディポサイトカインの一つよって規定されている。したがって過食は肥で、末梢のエネルギー状態（脂肪組織蓄積量）満の大きな要因となる。

を直接視床下部にあるレプチン受容体に伝え摂食を調節する主要なホルモンの一つにて「もう食べなくてよい」という命令を出す＊名古屋大学大学院医学系研究科＊＊名古屋学芸大学管理栄養学部

33

“飽食因子”として働く。さらに、レプチンは交インに存在する遺伝子多型である Lys109Arg

感神経活動を亢進させて活動性の亢進、体温上および Gln223Arg に着目した。対象は、レプチ昇、脂肪燃焼の促進などの作用を有する。これン受容体遺伝子多型と肥満の関係が報告 4 , 5 , 6 ）らの作用により、体脂肪量を一定に保つフィーされている中高年女性を中心に、中高年男性おドバック機構が働いて、肥満の進展を抑制すよび若年女性の結果と比較検討した。

る。
しかし、肥満者の多くは正常体重者と比べて2

血中レプチン濃度が高値となり、血中レプチン対象および方法濃度は BMI や体脂肪量と強く相関する 2 ）。こ文書により同意の得られた215名を対象としれは、レプチンの抗肥満作用が減弱した“レプた。対象からは糖尿病患者を除外した。本研

チン抵抗性”が起きていると想定されている

究は名古屋大学総合保健体育科学センターにが、肥満者にみられるレプチン抵抗性を引き起おけるヒトを対象とする研究審査（承認番号

こす要因は未だ不明な点が多い 3 ）。

0005）と名古屋学芸大学研究倫理に係る審査（承認番号11）の承認を得ている。

レプチン抵抗性の要因の一つとして、レプ対象を年齢、性別により、40歳以上男性群、チン受容体遺伝子多型の影響が以前から研究
は、非糖尿病の中高年40歳以上女性群、40歳未満男性群、40歳未満女男女688名（男性308名 女性380名、年齢64.2±性群の 4 群に分けたが、今回の対象者では40歳4.2歳、BMI23.6±3.1）を対象とした研究にお未満男性が 0 名であったので、以下の検討は 3

いて Lys109ホモを持つ者は Arg109を持つ者に群で行った。

されてきた。Park ら

4）

比べ BMI が高い、また Gln223ホモを持つ者は対象者のプロフィールは、①40歳以上男性群

Arg223を持つ者に比べ BMI が高い傾向にあるは22例、年齢53（42～80）歳、BMI=27.4±4.5ことを報告した。Wauters らは、閉経後の（20.9～35.5）、②40歳以上女性群は30例、年齢53

白人女性82名（年齢50± 6 歳、BMI 35.5±5.9）（40～81）歳、BMI=23.4±4.2（17.1～32.2）、③を対象とした研究において Gln223ホモを持つ

40歳未満女性群は163例、年齢22（20～39）歳、と体脂肪量が高いことを報告した。

BMI=21.0±2.8（15.2～40.0）であった。

5）

一方、Ogawa ら は、日本人の健康な男性198

血液サンプルは、国家公務員共済組合連合会

名（年齢44.5±9.3歳、BMI 22.9±2.2）と健康な東海病院、大垣市民病院および名古屋外国語大女性221名（年齢41.7±9.7歳、BMI 20.6±2.4）を学・名古屋学芸大学保健管理センターで収集し対象とした研究において、レプチン受容体遺伝た。

6）子 Lys109Arg および Gln223Arg の遺伝子多型

レプチン受容体遺伝子解析は、血液サンプと BMI は関係ないと報告している。しかし、レルは QIAamp DNA Blood Mini Kit（QIAGEN,

プチン受容体遺伝子に Gln223を持つとレプチMaryland, USA）
を用い、口腔スワブはQIAampンとの結合能が低下するとの報告 もあること

DNA Mini Kit（QIAGEN, Maryland, USA）をから、遺伝子多型によるレプチン受容体の変化

用 い て 遺 伝 子 を 抽 出 し、Polymerase Chain

はレプチンとの結合力に影響を与えることが考Reaction（PCR）法で KOD Plus（東洋紡績株えられる。これまでの研究では、単独のレプチ式会社，大阪，日本）を用いて94℃15秒で変ン受容体遺伝子多型と BMI の関連を検討した性、55 ℃30秒 で ア ニ ー リ ン グ、68 ℃40秒 でものが多く、その結果も様々で一定の結論は得伸 長 を35サ イ ク ル 行 っ た。 プ ラ イ マ ー は、られていない。そこで、本研究では、 2 つのレ

Lys109Arg は上流に5’-CACATTGTACAATG

プチン受容体遺伝子多型を組み合わせた遺伝子

GAAGCACAAAGTT-3’下流に5’-TGTTAAA型と BMI の関連を検討した。レプチン受容体遺ATCATAGCCATAAGACATCT-3’、伝子多型は、日本人で報告されている多型 のGln223Arg は上流に5’-ACCCTTTAAGCTGG

うち、比較的変異が多く、受容体の細胞外ドメ

GTGTCCCAAATAG-3’下 流 に 5’-AGCTAGC

7）

8）

34

レプチン受容体遺伝子多型 Lys109Arg 及び Gln223Arg と肥満の関連

AAATATTTTTGTAAGCAATT-3’を用いてPolymorphism（RFLP）法にて遺伝子多型を検目的の遺伝子を増幅した。その後、Lys109Arg

出した 8 ）。

は High Pure PCR Product Purification Kit

データは平均±標準偏差で示した。群間の（Roche, Mannheim, Germany）を用いて精製平均値の差の検定には Mann-Whitney の U 検し、DTCS（BECKMAN COULTER, California,定を用い、p<0.05を有意差ありと判定した。

USA）を用いてダイレクトシークエンス法にて遺伝子多型を検出した。Gln223Arg は制限3酵 素 Msp1（NEW ENGLAND BioLabs, MA,USA）を用いた Restriction Fragment Length

結果（図 1 、表 1 ）
40歳以上女性群において、レプチン受容体（ a ） Ly s 1 0 9 A r g と B M I の 関 係
BMI(kg/m2)

Lys109あり
Lys109あり分散

45.0

人数（人）
540.035.0

Lys109なし
Lys109なし分散

430.0
25.0

320.0

215.0

110.000.5

Lys109 あ り(n=14)

11.5

Lys 10 9 な し(n=16)2434139373533312927252321191715110.0

1305.0

2BMI(kg/m )（ b） Gln223Arg と BMI の 関 係

0G l n 2 20.53 あり( n = 11 )1G l n 21.5
23 な し(n=19)

243

41

39

3700.0

33

5.0

31

1

Gln223なし
Gln223なし分散

29

2

10.0

2715.0

25

321

420.0

19

525.0

1730.015

61335.01140.0

人数（人）723

Gln223あり
Gln223あり分散

45.0

35

BMI(kg/m2)

2BMI(kg/m )（ c ） Ly s 1 0 9 A r g お よ び G l n 2 2 3 A r g と B M I の 関 係

0L y s 1 0 9 +0.5
G l n 2 2 3 あ1 り L y s 11.5
0 9 + G l n 2 223 な し(n=8)

図1(n=22)4143

2BMI(kg/m )レプチン受容体遺伝子多型と BMI の関係（40歳以上女性）

3539

370.0

330

Lys109+Gln223なし
Lys109+Gln223なし分散

31

1

5.0

292

10.0

2715.025323420.0

1925.017515630.0

1135.013

人数（人）7p<0.05

40.0

21

Lys109+Gln223あり
Lys109+Gln223あり分散

45.0

35BMI(kg/m2)

表1

レプチン受容体遺伝子多型と BMI
Lys109＋Gln223
あり

Lys109＋Gln223なし※ P Value

40歳以上男性
n=2227.8±6.2（21.6～35.4）

27.3±4.1（20.9～35.5）

P=0.571

40歳以上女性
n=30

26.0±3.9（19.8～31.1）

22.4±4.0（17.1～32.2）

P=0.03940歳未満女性
n=163

20.2±1.9（16.6～25.4）

21.1±2.9（15.2～40.0）

P=0.050※ Mann-Whitney U-test

遺伝子多型 Lys109を持つ者の BMI は25.0±4.7±2.2）健康な女性221名（年齢41.7±9.7歳、BMI（18.8～32.2）、Lys109を持たない者の BMI は20.6±2.4）を対象とした研究において、レプチ22.0±3.4（17.1～28.1）であり、 2 群間で有意差

ン受容体遺伝子 Lys109Arg および Gln223Argは認められなかった。の遺伝子多型と BMI には有意な関係は認めないと報告した。

Gln223を持つ者の BMI は25.2±4.1（19.7～31.3）、Gln223を持たない者の BMI は22.4±4.1

これまでの研究では、1 つのレプチン受容体（17.1～32.2）であり、 2 群間で有意差は認めら遺伝子多型とレプチン抵抗性の関連を検討しれなかった。

たものはあったが、一定の見解は得られていな

Lys109および Gln223を併せ持つ者の BMI はかった。今回の研究においても、1 つのレプチ26.0±3.9（19.8～31.3）、Lys109お よ び Gln223

ン受容体遺伝子多型を検討した場合は、遺伝を併せ持たない者の BMI は22.4±4.0（17.1～

子多型の有無による BMI の有意の差は認めな32.2）であり、Lys109および Gln223を併せ持つ

かったが、Lys109遺伝子多型および Gln223遺者は持たない者に比べて、有意に高値を示した

伝子多型の両方を併せ持つ者は、併せ持たない（p<0.05）。

者と比較して BMI は有意に高値を示した。レ

また、それぞれの分散を図の右側に示した。

プチン受容体遺伝子に Gln223を持つとレプチ

表 1 に示すように、40歳以上男性群、40歳未満ンとの結合が減少するとの報告 7 ）があること女性群においても同様の検討を行ったが、複から、遺伝子多型によるアミノ酸の変化は、レ数のレプチン受容体遺伝子多型の有無によるプチン受容体とレプチンとの結合能に変化をBMI の差は認めなかった。

与えることが考えられる。そのため、単独の遺伝子多型よりも 2 つの遺伝子多型を組み合わ4せることで、レプチン受容体のアミノ酸配列の考察変化がより大きくなり、レプチン抵抗性との関本研究では、中高年女性においてレプチン受係が顕著になったと考えられる。

容体遺伝子多型 Lys109および Gln223を併せ持

平成12年からスタートした「健康日本21」のつことで BMI が有意に高値を示した。
Park ら

目標である「成人の肥満者（BMI ≧25）の減は、糖尿病を有していない中高年少」において、目標値は40-60歳代女性 20％以男女688名（男性308名 女性380名、年齢64.2±下であるが、平成21年国民健康・栄養調査結果

4.2歳、BMI23.6±3.1）を対象とした研究におにおいても未だ達成されていない。平成16年

いて Lys109ホモを持つ者は Arg109を持つ者にの国民健康・栄養調査によると、メタボリック

比べ BMI が高い、また Gln223ホモを持つ者はシンドロームが強く疑われる人と予備群と考Arg223を持つ者に比べ BMI が高い傾向にあるえられる人を合わせた割合は、男女とも40歳以ことを報告した。一方、Ogawa ら は、日本人上で特に高くなっており、40～74歳の男性の 2の健康な男性198名（年齢44.5±9.3歳、BMI 22.9

人に 1 人、女性の 5 人に 1 人が、メタボリック

4）

6）

36

レプチン受容体遺伝子多型 Lys109Arg 及び Gln223Arg と肥満の関連シンドロームが強く疑われるか予備群と考え

94: 660–663.
4 ）Park KS, Shin HD, Park BL, Cheong HS, Cho

られている。

YM, Lee HK, Lee JY, Lee JK, Oh B, Kimm K:

肥満における男女差には性ホルモンの影響

Polymorphisms in the leptin receptor（LEPR）―が大きい 9 ）。特に、女性ホルモンであるエスト

putative association with obesity and T2DM. J

ロゲンは、レプチンの分泌を促進し、その作用

Hum Genet, 2006; 51: 85–91.

を誘導する働きがある10, 11）。従って、女性では5 ）Wauters M, Mertens I, Chagnon M, Rankinen

レプチンによる体脂肪量調節への寄与が大き

T, Considine RV, Chagnon YC, Van Gaal LF,

いと考えられる。

Bouchard C: Polymorphisms in the leptin receptor
gene, body composition and fat distribution in

しかし、レプチンによる体脂肪減少という負overweight and obese women. Int J Obes Relatのフィードバック機構は、体脂肪蓄積後に顕著

Metab Disord, 2001; 25: 714–720.に起こるものであり、肥満する前には見られな6 ）Ogawa T, Hirose H, Yamamoto Y, Nishikai K,い。基礎代謝の高い若年者においては体脂肪

Miyashita K, Nakamura H, Saito I, Saruta T:が蓄積しにくく、レプチン受容体遺伝子多型とRelationships between serum soluble leptin

BMI に関連は認められなかったものと考えら

receptor level and serum leptin and adiponectinれる。

levels, lnsulin resistance index, lipid profile,and leptin receptor gene polymorphisms in the

肥満は多因子により生じる現象であり、レプJapanese population. Metabolism, 2004; 53: 879–

チンのみでその原因を説明することはできな

885.

い。しかし本研究において、中高年女性におい7 ）Quinton ND, Lee AJ, Ross RJ, Eastell R,てはレプチン受容体遺伝子多型が肥満の進展

Blakemore AI: A single nucleotide polymorphismに寄与することが示唆された。

（SNP）in the leptin receptor is associated withBMI, fat mass and leptin levels in postmenopausal

5Caucasion women. Hum Genet, 2001; 108: 233–

謝辞

236.
8 ）Matsuoka N, Ogawa Y, Hosoda K, Matsuda J,

本研究にご協力いただいた名古屋大学総合保健体育科学センター（現教授Masuzaki H, Miyawaki T, Azuma N, Natsui K,

近藤孝晴先生Nishimura H, Yoshimasa Y, Nishi S, Thompson

中部大学教授）、国家公務員共済組合連合会東海病院

永井賢司先生（現リニック）、大垣市民病院

DB, Nakao K: Human leptin receptor gene

千種ながいクin obese Japanese subjects: evidence against

傍島裕司先生に深either obesity-causing mutations or association

謝いたします。

of sequence variants with obesity. Diabetologia,
1997; 40: 1204–1210.
9 ）Guarner-Lans V, Rubio-Ruiz ME, Perez-Torres

参考文献

I, Banos de MacCarthy G: Relation of aging

1 ）Zhang Y, Proenca R, Maffei M, Barone M, Leopold

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T, Hiraoka J, Hanaoka I, Yasuno A, Nomura T,

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Fujisawa Y, Yoshimasa Y, Nishi S, Yamori Y,11）S h i m i z u H , S h i m o m u r a Y , N a k a n i s h i Y ,Nakao K: Development of radioimmunoassay for

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human subjects. J Endocrinol, 1997; 154: 285–292.

3 ）Morrison CD: Leptin resistance and the response
to positive energy balance. Physiol Behav, 2008;37

Abstract

Polymorphisms in the leptin receptor gene is associatedwith BMI in Japanese elderly women
Shiho Kondo＊, Eri Kondo＊＊, Hisami Ida＊＊, Yumi Tanaka＊＊,
Nozomi Fukazawa＊＊, Akiko Yamamoto＊, Hiroshi Ishiguro＊,
Motoji Kitagawa＊＊ and Kotoyo Fujiki＊＊

Leptin in the hypothalamus plays a critical role in maintaining normal food intake and body weight. Although
hyperleptinemia is associated with obesity, the mechanism is not clearly understood. Genetic variation at theleptin receptor gene may play an important role in the obesity. Therefore we examined the relationship between
polymorphism (Lys109Arg, Gln223Arg) and the body mass index (BMI) in healthy Japanese subjects. In theelderly women the genotype of Lys109 plus Gln223 was associated with BMI.

＊ Nagoya University Graduate School of Medicine＊＊ School of Nutritional Sciences, Nagoya University of Arts and Sciences38