千葉大、腎臓による糖新生の制御には「ケトン体」が重要であることを確認

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千葉大学は4月22日、腎臓の「糖新生」を制御する新たなメカニズムの解明に成功し、空腹時の血糖維持に関わる腎糖新生の調節に肝臓で合成される「ケトン体」が、空腹時の代替エネルギー源としてだけでなく、生理活性物質として血糖調節や血液の酸性化(アシドーシス)を防ぐという重要な役割を担っていることを新たに発見したと発表した。

同成果は、千葉大大学院 医学研究院の波多野亮助教、同・三木隆司教授、同・田中知明教授、同・平原潔教授、千葉大大学院 薬学研究院の佐藤洋美准教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、代謝に関する全般を扱う学術誌「Molecular Metabolism」に掲載された。

糖新生は、空腹(飢餓)時にエネルギー源であるブドウ糖(グルコース)を補うため、体内のアミノ酸や乳酸、グリセロールなどの異なる栄養素から糖を作り出す経路のことであり、空腹期間が続いても、血糖値を一定に保つための重要な生理機能の1つだ。

その糖新生を行う主な臓器として、これまでは肝臓が考えられていたが、最近では腎臓が同機能を持つもう1つの臓器として注目されるようになってきた。しかし、腎臓の糖新生を調節するメカニズムには不明な点が多く、どのように調節されているのかはまだ十分に解明されていなかったという。そこで研究チームは今回、マウスにおいて腎臓の糖新生に関わる遺伝子の発現と血中の「ケトン体」(ここでは主たるケトン体である「β-ヒドロキシ酪酸」(BHB)を指す)濃度との間に相関関係があることを見つけ、ケトン体による腎臓の糖新生の調節について検証することにしたとする。

ケトン体とは、飢餓時に不足したブドウ糖の代わりに、代替エネルギー源として遊離脂肪酸から合成される化合物のことで、上述したように、BHBが最も多いが、「アセト酢酸」、「アセトン」と合わせた3分子がケトン体と総称されている。今回の実験では、マウスを用いて、ケトン体に関する分析が行われた。

空腹時のマウスの血中ケトン体濃度が腎臓の糖新生関連酵素である「G6pc1」や「Pck1」の遺伝子発現と相関したことから、空腹時に高ケトン血症を示す肥満マウスやインスリン抵抗性を示すマウスでの調査が行われた。すると、G6pc1やPck1発現がさらに上昇することが確認されたという。また、ケトン体の投与やケトン食の給餌によっても血中のケトン体濃度に比例して腎G6pc1、Pck1遺伝子発現が上昇することが確認された。