遺伝子TBX15の体脂肪コントロールにおける役割
新しい研究で、TBX15遺伝子が体脂肪と代謝にどんな影響を与えるかが明らかになったよ。
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目次
肥満は心臓病、2型糖尿病、寿命の短縮といった深刻な健康問題に関連してる。肥満を測る一つの方法はウエストヒップ比(WHR)で、腹部周りの脂肪を見てる。WHRは、一般的な体重測定基準のBMIよりも代謝問題のリスクについてもっと教えてくれるんだ。
白色脂肪組織(WAT)っていうのは、体にある脂肪の種類で、脂肪細胞、幹細胞、免疫細胞など異なる細胞タイプで構成されてる。WATが増えると、体内で炎症が起きやすくなって、インスリン抵抗性や肥満に繋がり、最終的には2型糖尿病になることも。
体脂肪との遺伝的な関係
最近の研究では、特定の遺伝子の変化、いわゆる単一ヌクレオチド多型(SNP)がウエストヒップ比に関連してることがわかった。これらはBMIのような全体的な体重測定からは独立してるんだ。その中でTBX15遺伝子に関わる部分があって、研究者たちはこの遺伝子の働きに男性と女性で違いがあることに気づいたんだ。
以前の研究では、近くにあるWars2遺伝子を調べて、特定のバリエーションが脂肪レベルを低下させたり、脂肪の分布に変化をもたらす可能性があることがわかった。それは食事や性別によるものなんだ。TBX15遺伝子は体脂肪の調整に重要で、筋肉や脂肪組織でより活発に働いてる。
TBX15の役割
TBX15は他の遺伝子の働きを制御する遺伝子で、特に脂肪組織での働きに関連してる。TBX15のレベルが高いと、インスリンやトリグリセリド(血液中の脂肪の一種)のレベルが低いことと関連してる。この遺伝子は皮下脂肪(皮膚のすぐ下の脂肪)でより活発で、内臓脂肪(内臓の周りの脂肪)よりもね。
TBX15遺伝子のコピーが一つ欠けてるマウスを観察したところ、低脂肪ダイエットを与えたら、脂肪レベルが低かったんだ。TBX15は脂肪組織での免疫反応の働きにも影響を与えてるかもしれないことがわかった。
マウスでの研究
この研究では、TBX15遺伝子が体脂肪や代謝に与える影響を調べるためにマウスを使った。マウスは制御された環境で育てられて、正確な結果を得るために特定の品種が使われたんだ。研究者たちはTBX15のレベルが異なるマウスのグループを作って、これらの変化が体重、脂肪量、糖の処理にどう影響を与えるかを観察した。
実験1:代謝測定
研究者たちは、異なるマウスグループに低脂肪または高脂肪のダイエットを与えた。彼らはマウスがどれくらい食べるかを監視し、2週間ごとに体重を測った。加えて、彼らの体がグルコース(糖の一種)にどう反応するかもチェックした。
期間を変えて、マウスの血糖値を断食後にテストしたんだ。これで、マウスの体が糖やインスリンをどれくらいうまく扱えるかを理解する助けになった。
実験2:組織分析
研究の別の部分では、研究者たちはマウスの脂肪組織を調べて、脂肪細胞がどう形成されているか、どれくらいの大きさなのかに違いがあるかを見た。体の異なる脂肪タイプからサンプルを取り、顕微鏡で細胞の大きさを測った。
体重と組成に関する発見
研究結果は、TBX15遺伝子が一つだけのマウスは、二つあるマウスよりも体重や脂肪量が低いことを示した、特に低脂肪ダイエットの時に。これは雌マウスで最も強く見られた。しかし、高脂肪ダイエットを与えた時には、期待された保護効果は見られなかった。TBX15遺伝子が一つだけの雌マウスは、糖耐性に関するいくつかの兆候を示して、体が糖をうまく管理できなかった。
脂肪分布の違い
この研究では、マウスの体内での脂肪の分布についても調べた。研究者たちは特定の領域での脂肪量の違いが全体的な体重の変化に寄与してることを見つけた。TBX15遺伝子が一つだけのマウスは、通常のマウスと比較して、特定の領域での脂肪量が低かった。
細胞の大きさと肥満度
研究者たちはマウスの脂肪細胞の大きさも調べた。特定の脂肪部位では、TBX15遺伝子が一つだけの雌マウスが高脂肪ダイエット時に大きな脂肪細胞が少なかったんだ。雄マウスでも同様のパターンが見られ、小さな脂肪細胞に違いがあった。
これは、脂肪細胞の大きさが体内の脂肪の蓄積に影響を与え、TBX15遺伝子の状態によって脂肪細胞の振る舞いが変わる可能性があることを示唆してる。
マウスの血漿分析
研究者たちは、マウスの血液中のさまざまな物質を測定して、体組成の違いを説明できる変化があるかを確認した。しかし、異なる遺伝子タイプ間で血液中の物質に有意な違いは見つからなかった。
遺伝子ネットワークの理解
TBX15がどう働くかをよりよく理解するために、研究者たちはRNAシーケンシングを行った。これは脂肪組織の中で遺伝子がどのように表現されているかを見る方法なんだ。TBX15遺伝子が欠けているマウスの脂肪では、多くの遺伝子が異なって表現されていることがわかった。これが、TBX15が体脂肪だけでなく、脂肪組織の免疫応答を調整するキー役割を果たしていることを示している。
結論
この研究は、TBX15が体脂肪の制御や、私たちの体が糖をどう扱うかに重要な役割を持っていることを示してる。結果は、TBX15の変化が私たちの脂肪量や食事に対する体の反応に影響を与える可能性があることを示唆してる。さらに、この研究は肥満や関連する健康問題の新しい治療法への道筋を強調してる。
これらの洞察は、遺伝子が肥満や代謝疾患に与える影響、特に脂肪組織や免疫系との相互作用を通じてよりよく理解する手助けになる。研究が続く中で、目標は遺伝的な洞察に基づいて肥満を管理し、健康の結果を改善する効果的な方法を見つけることだよ。
タイトル: TBX15 regulates a network of immune response genes in adipose tissue and alters fat mass and depot weight in heterozygous knockout mice
概要: Adipose tissue distribution in the body is an indicator of metabolic disease risk, independent of body mass index (BMI), and is indirectly measured by waist-hip-ratio (WHR). T-Box transcription factor-15 (TBX15) has been implicated in regulation of adipose distribution in multiple human and mouse studies, and the TBX15-WARS2 genome-wide association study locus has been associated with BMI-adjusted-WHR signals in multiple investigations. As a potential mediator of this signal, we investigated the role of Tbx15 using heterozygous and homozygous mouse knockout models to determine if loss of this gene alters adipose physiology, and to identify the transcriptional network regulated by Tbx15 in adipose tissue and preadipocyte cells. In a metabolic phenotyping experiment we provided either low fat diet (LFD) or high fat diet (HFD) to male and female heterozygous Tbx15+/- and wildtype Tbx15+/+mice from weaning and maintained for 24 weeks. Only Tbx15+/-mice maintained on LFD weighed less than wildtype LFD controls, and female LFD Tbx15+/- mice had lower fat mass overall. We found that in LFD Tbx15+/- mice, multiple visceral fat depots weighed less than wildtype controls, and this was maintained when corrected for body mass for both gonadal and mesenteric visceral adipose depots. When comparing adipocyte size in multiple adipose depots, some reduction in number of larger adipocytes was detected in the perirenal adipose tissue of female HFD Tbx15+/- vs Tbx15+/+ mice, mesenteric adipose tissue from female LFD Tbx15+/- vs Tbx15+/+ mice and male HFD Tbx15+/- vs Tbx15+/+mice. RNA-sequencing of subcutaneous (inguinal) adipose tissues from 12-week old male and female knockout Tbx15-/-, Tbx15+/- and Tbx15+/+ mice raised on a standard chow diet identified 897 upregulated genes and 2328 downregulated genes in female Tbx15-/- mice compared to Tbx15+/+mice. We then combined this dataset with TBX15 ChIP-sequencing data from mouse preadipocyte 3T3-L1 cells overexpressing TBX15 to identify a credible set of genes directly regulated by TBX15. These 52 genes were enriched for B- and T-cell receptor signalling, JAK-STAT signalling and haematopoietic cell lineage pathways; suggesting a direct regulatory role for TBX15 in these pathways in adipose tissue. Together, these data highlight a role for TBX15 in regulation of differential adipose tissue expansion, particularly under low caloric conditions. Further, we identify a potentially important role for TBX15 in the well described adipocyte-immune cell crosstalk associated with obesity and type 2 diabetes mellitus.
著者: Rebecca Dumbell, L. Zolkiewski, M. Simon, J. Harrison, L. Vizor, E. Ireson, L. Moir, M. A. Yon, L. Beresford, A. Rodrigues, J. Hawkins, S. Hill, L. Bentley, R. D. Cox
最終更新: 2024-09-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.20.614167
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.20.614167.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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