アセチル-CoAカルボキシラーゼへのAMPKシグナル伝達は、絶食・寒冷誘導性食欲には必要だが、熱発育には必要ではない

AMPK signaling to acetyl-CoA carboxylase is required for fasting- and cold-induced appetite but not thermogenesis.

• Sandra Galic
• Kim Loh
• Lisa Murray-Segal
• Gregory R Steinberg
• Zane B Andrews
• Bruce E Kemp

抄録

AMP活性化プロテインキナーゼ（AMPK）は、全身のエネルギー恒常性の調節因子として知られているが、これらの作用を媒介する下流のAMPK基質は完全には明らかにされていない。AMPKはアセチル-CoAカルボキシラーゼ（ACC）1をSerで、ACC2をSerでリン酸化することで脂肪酸合成を阻害し、脂肪酸の酸化を促進する。SerAla/SerAlaノックイン変異（ACC DKI）を持つマウスを用いて、ACCのリン酸化を阻害すると空腹時や低温曝露時に食欲が低下することを見出した。ACC DKIマウスは、低体温では正常なエネルギー消費と熱発育を維持するが、食欲は増加せず、体重は減少しなかった。本研究では、グレリン受容体拮抗薬を用いてACC DKIの表現型を野生型マウスで模倣することが可能であること、また、ACC DKIマウスではグレリンに対する排泄反応が低下していることを示し、ACC DKIマウスにはグレリンシグナル伝達の障害があることを示した。これらのデータは、ACCのリン酸化を阻害することを目的とした治療法が、代謝ストレス後の食欲を抑制する可能性を示唆している。

AMP-activated protein kinase (AMPK) is a known regulator of whole-body energy homeostasis, but the downstream AMPK substrates mediating these effects are not entirely clear. AMPK inhibits fatty acid synthesis and promotes fatty acid oxidation by phosphorylation of acetyl-CoA carboxylase (ACC) 1 at Ser and ACC2 at Ser. Using mice with SerAla/SerAla knock-in mutations (ACC DKI) we find that inhibition of ACC phosphorylation leads to reduced appetite in response to fasting or cold exposure. At sub-thermoneutral temperatures, ACC DKI mice maintain normal energy expenditure and thermogenesis, but fail to increase appetite and lose weight. We demonstrate that the ACC DKI phenotype can be mimicked in wild type mice using a ghrelin receptor antagonist and that ACC DKI mice have impaired orexigenic responses to ghrelin, indicating ACC DKI mice have a ghrelin signaling defect. These data suggest that therapeutic strategies aimed at inhibiting ACC phosphorylation may suppress appetite following metabolic stress.

© 2018, Galic et al.