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BRAIN and NERVE Volume 74, Issue 2 （February 2022）

BRAIN and NERVE 74巻2号（2022年2月発行）

Japanese English

特集温度を感じる脳と身体の科学

熱産生脂肪細胞を誘導するエピゲノム酵素リン酸化スイッチの解明 β-Adrenergic Signaling Regulates a Concerted Thermogenic Response in Brown Adipose Tissue and White Adipose Tissue 酒井寿郎 ^1,2 Juro Sakai ^1,2 ¹東京大学先端科学技術研究センター代謝医学分野 ²東北大学大学院医学系研究科分子代謝生理学分野 ¹Research Center for Advanced Science and Technology, the University of Tokyo ²Department of Molecular Metabolism Physiology, Tohoku University Graduate School of Medicine キーワード：シグナル感知型エピゲノム因子 , 環境ストレス , 急性応答と慢性適応 , ベージュ脂肪細胞 , 褐色脂肪細胞 , signal sensing epigenetic modifier , environmental stress , acute response and chronic adaptation , beige adipocyte and brown adipocyte Keyword: シグナル感知型エピゲノム因子 , 環境ストレス , 急性応答と慢性適応 , ベージュ脂肪細胞 , 褐色脂肪細胞 , signal sensing epigenetic modifier , environmental stress , acute response and chronic adaptation , beige adipocyte and brown adipocyte pp.151-158

発行日 2022年2月1日 Published Date 2022/2/1

DOI https://doi.org/10.11477/mf.1416202000

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恒温動物は体温を一定に維持する機構を有し，寒冷環境では褐色・ベージュ脂肪組織が熱産生を介して体温維持に寄与する。ヒストン脱メチル化酵素JMJD1Aは寒冷曝露時にリン酸化され，褐色脂肪細胞ではヒストン脱メチル化とは独立した機構で熱産生遺伝を上昇させる。寒冷慢性期には白色脂肪組織で自身のリン酸化とヒストン脱メチル化能を介する二段階機構で熱産生遺伝子の発現を誘導し，脂肪組織のベージュ化へと変化させ寒冷環境に適応する。

Abstract

Brown adipose tissue (BAT) is important for thermoregulation via uncoupling of oxidative phosphorylation. In addition to BAT-driven thermogenesis, mammals use induced browning of subcutaneous white adipose tissue (scWAT) as a mechanism to cope with chronic cold stress. Under acute cold stress in mammals, JMJD1A, a histone H3 lysine 9 (H3K9) demethylase, upregulates thermogenic genes via β-adrenergic signaling in BAT through higher-order chromatin structural changes that occur independent of histone demethylase activity. Following exposure to chronic cold stress, scWAT browning occurs via a two-step process that requires both β-adrenergic-dependent phosphorylation of S265 and JMJD1A-induced demethylation of H3K9me2.