アセチルCoA合成酵素遺伝子欠損マウスの肥満抵抗性の分子基盤の解析

乙酰辅酶A合酶基因缺陷小鼠抗肥胖的分子基础分析

基本信息

批准号：
18052005
负责人：
酒井寿郎
金额：
$ 3.65万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

アセチル-CoA合成酵素(AceCS)は酢酸とCoAから、アセチル-CoAを合成する。AceCS2は骨格筋・心筋に主に発現し、絶食やI型糖尿病など、血中のグルコースが低下するとき、もしくはI型糖尿病などブドウ糖の利用が傷害されケトン体合成・利用が重要となるときに顕著に発現が上昇するが、個体レベルでの役割は不明である。そこで我々はアセチル-CoA合成酵素(II型)(AceCS2)遺伝子の欠損マウスの作成によってこの酵素の個体における役割を解析した。AceCS2はケトン体である3-hydroxy-butyric acidやacetoacetateを基質とすることが予測されたが、これらの血中レベルは量群間で差は認められず、in vivoのRIのラベル体を腹腔内投与したクリアランス実験では、その後TCAサイクルでの代謝産物である^<14>CO_2の量にも差は認められなかった。しかしながら、AceCS2の最も強い基質であるアセテートは血中から代謝されず、呼気中へCO_2の代謝産物もほとんど検出されなかった。ガスクロマトフィーによる解析では、血中のアセテート濃度はAceCS2-/-マウスで6倍程度の増加が見られた。以上より、アセテートは、低血糖、糖尿病などのケトジェニックな状態で生産され、ケトン体や長鎖脂肪酸同様エネルギー源として必須なものであることが示された。そしてケトジェニックな状態で転写が上昇するAceCS2はこれらの代謝に必須であることが示された。KLF15はアミノ酸を分解する酵素群の転写制御を担い、絶食などでおこる低血糖時にグルコースを新生する重要な役割を担う転写因子であるが、これに加え、KLF15の標的遺伝子としてのAceCS2は絶食などグルコースを利用できないときに、アセテートをエネルギー源、あるいは糖新生に寄与する重要な役割を担うことが示唆された。

乙酰辅酶A合酶（AceCS）从乙酸和辅酶A合成乙酰辅酶A。 AceCS2主要在骨骼肌和心肌中表达，当血糖降低时（例如禁食或I型糖尿病期间）或当葡萄糖利用受损时（例如I型糖尿病）并且酮体合成和利用变得重要时，AceCS2被使用。表达显着增加，但其在个体水平上的作用尚不清楚。因此，我们创建了缺乏乙酰辅酶A合酶（II型）（AceCS2）基因的小鼠，并分析了该酶在个体中的作用。 AceCS2预计使用酮体3-羟基丁酸和乙酰乙酸作为底物，但各剂量组之间这些物质的血液水平没有差异，并且在体内腹膜腔中检测到RI标记体在静脉内给药的清除实验中，在随后的TCA循环期间没有观察到代谢物14 CO_2的量的差异。然而，AceCS2最强底物乙酸盐并未从血液中代谢，呼出气中几乎未检测到CO_2代谢物。气相色谱分析显示，AceCS2-/- 小鼠的血液醋酸浓度增加了约 6 倍。上述结果表明，乙酸盐是在低血糖和糖尿病等生酮条件下产生的，并且与酮体和长链脂肪酸一样作为能量来源是必需的。 AceCS2 在生酮状态下转录增加，被证明对这些代谢至关重要。 KLF15是一种转录因子，控制氨基酸降解酶的转录，在禁食引起的低血糖期间产生葡萄糖中发挥重要作用，此外，KLF15的靶基因AceCS2被认为乙酸盐也发挥着重要作用。有助于糖异生或在没有葡萄糖时作为能量来源。