鈴木智大1，小松哲郎1，柴田宏1，谷岡安紀子1，Diana Vargas1，川端麗香2，三浦史仁3，増田真之佑1，林真友子1，谷村恭子1，４，森田純代5，幸丸純貴6，安達浩司7，当房雅之6，大日方英8，平山祐9，木村宏10，酒井寿郎11，12，永澤秀子9，板橋英之13，畑田出穂5，14，伊藤隆司3，稲垣毅1，* (1群馬大学生体調節研究所代謝エピジェネティクス分野、2群馬大学未来先端研究機構統合腫瘍学研究部門、3九州大学大学院医学研究院医化学分野、4日本医科大学大学院医学研究科 内分泌代謝・腎臓内科学分野、5群馬大学生体調節研究所ゲノム科学リソース分野、6群馬大学生体調節研究所拠点研究支援センター、7株式会社パーキンエルマージャパン、8群馬大学大学院医学系研究科教育研究支援センター、9岐阜薬科大学創薬化学大講座薬化学、10東京工業大学科学技術創成研究院細胞制御工学研究センター、11東北大学大学院医学系研究科細胞生物学講座分子代謝生理学分野、12東京大学先端科学技術研究センター代謝医学分野、13群馬大学大学院理工学府、14群馬大学未来先端研究機構ウイルスベクター開発研究センター *:責任著者)
概要
代謝エピジェネティクス分野の稲垣毅（教授）らは、鉄が脂肪細胞分化を制御するエピゲノム機構を解明しました。鉄は生体機能に必須な金属であり、肥満症や糖尿病と関連が示されてきましたが、詳細な作用機構は不明でした。脂肪組織を構成する脂肪細胞は脂肪前駆細胞から生じ、脂質を蓄積する機能を持ちます。今回我々は、鉄がこの脂肪細胞の分化において重要であり、エピゲノムの書き換えに関与することを発見しました。鉄は生体機能に必須ですが、有害な活性酸素の産生にも関わるため、細胞内では厳密に制御されています。細胞内の鉄はフェリチンタンパク質に蓄積されていますが、我々は、脂肪細胞の分化の過程で、この蓄積された鉄が供給され、さらにPCBPというタンパク質に結合して核に運ばれることの重要性を見出しました。核に保存される遺伝子情報を適切に読み取るためにはエピゲノムが大切な役割を果たしますが、今回、鉄がエピゲノム酵素の活性を調節して脂肪細胞の分化を制御する詳細な機構を解明しました。
以上の研究から、鉄によって細胞の中のエピゲノム情報が書き換わり、脂肪細胞が分化していく一連の緻密な生物メカニズムが解明されました。
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原著情報
Suzuki T, Komatsu T, Shibata H, Tanioka A, Vargas D, Kawabata-Iwakawa R, Miura F, Masuda S, Hayashi M, Tanimura-Inagaki K, Morita S, Kohmaru J, Adachi K, Tobo M, Obinata H, Hirayama T, Kimura H, Sakai J, Nagasawa H, Itabashi H, Hatada I, Ito T, and Inagaki I. Crucial role of iron in epigenetic rewriting during adipocyte differentiation mediated by JMJD1A and TET2 activity. Nucleic Acids Res. 2023 May 9;gkad342.
オンラインURL
https://academic.oup.com/nar/advance-article/doi/10.1093/nar/gkad342/7157532
