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| [[obese/ja|肥満]]者において、腹部から下方に垂れ下がる余分な脂肪組織は[[panniculus/ja|パンニクルス]]と呼ばれる。パンニクルスは病的肥満者の手術を複雑にする。重度の肥満者が大量の脂肪を失った場合（[[gastric bypass surgery/ja|胃バイパス手術]]の一般的な結果）、文字通り「皮膚のエプロン」として残ることがある。 肥満は、運動療法、食事療法、行動療法によって治療される。再建手術は治療の一側面である。 | | [[obese/ja|肥満]]者において、腹部から下方に垂れ下がる余分な脂肪組織は[[panniculus/ja|パンニクルス]]と呼ばれる。パンニクルスは病的肥満者の手術を複雑にする。重度の肥満者が大量の脂肪を失った場合（[[gastric bypass surgery/ja|胃バイパス手術]]の一般的な結果）、文字通り「皮膚のエプロン」として残ることがある。 肥満は、運動療法、食事療法、行動療法によって治療される。再建手術は治療の一側面である。 |
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| 内臓脂肪{{Anchor|Abdominal fat}}=== | | ===内臓脂肪{{Anchor|Abdominal fat}}=== |
| {{See also/ja|Abdominal obesity/ja}} | | {{See also/ja|Abdominal obesity/ja}} |
| [[File:Abdominal obesity in men.jpg|thumb|240px|男性の[[abdominal obesity/ja|腹部肥満]]（「ビール腹」）]] | | [[File:Abdominal obesity in men.jpg|thumb|240px|男性の[[abdominal obesity/ja|腹部肥満]]（「ビール腹」）]] |
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| ===皮下脂肪=== | | ===皮下脂肪=== |
| {{See also|Body fat percentage}} | | {{See also/ja|Body fat percentage/ja}} |
| [[File:Blausen 0012 AdiposeTissue.png|thumb|皮下脂肪の微細解剖学的構造]] | | [[File:Blausen 0012 AdiposeTissue.png|thumb|皮下脂肪の微細解剖学的構造]] |
| 残りの非内臓脂肪のほとんどは、皮膚のすぐ下の[[hypodermis/ja|皮下組織]]と呼ばれる領域に存在する。この皮下脂肪は、[[heart disease/ja|心臓病]]、がん、[[stroke/ja|脳卒中]]などの典型的な肥満に関連する病態の多くとは無関係であり、予防的であることを示唆する証拠さえある。臀部、大腿部、臀部周辺の体脂肪分布の典型的な女性型（または婦人体型）のパターンは皮下脂肪であるため、内臓脂肪と比較して健康リスクは少ない。 | | 残りの非内臓脂肪のほとんどは、皮膚のすぐ下の[[hypodermis/ja|皮下組織]]と呼ばれる領域に存在する。この皮下脂肪は、[[heart disease/ja|心臓病]]、がん、[[stroke/ja|脳卒中]]などの典型的な肥満に関連する病態の多くとは無関係であり、予防的であることを示唆する証拠さえある。臀部、大腿部、臀部周辺の体脂肪分布の典型的な女性型（または婦人体型）のパターンは皮下脂肪であるため、内臓脂肪と比較して健康リスクは少ない。 |
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| 後者の場合、食事療法や運動療法などの非侵襲的減量介入により、過体重や肥満の小児や成人の異所性脂肪（特に心臓と肝臓）を減少させることができる。 | | 後者の場合、食事療法や運動療法などの非侵襲的減量介入により、過体重や肥満の小児や成人の異所性脂肪（特に心臓と肝臓）を減少させることができる。 |
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| | ==生理学== |
| ==Physiology==
| | {{Anchor|Physiology}} |
| [[Free fatty acid]]s (FFAs) are liberated from [[lipoprotein]]s by [[lipoprotein lipase]] (LPL) and enter the adipocyte, where they are reassembled into [[triglyceride]]s by [[ester]]ifying them onto [[glycerol]]. | | [[Free fatty acid/ja|遊離脂肪酸]]（FFA）は[[lipoprotein lipase/ja|リポ蛋白リパーゼ]]（LPL）によって[[lipoprotein/ja|リポ蛋白]]から遊離され、脂肪細胞に入り、そこで[[glycerol/ja|グリセロール]]に[[ester/ja|エステル]]結合することによって[[triglyceride/ja|トリグリセリド]]に再組立される。 |
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| | 脂肪組織に出入りするFFAは常に一定している。このフラックスの正味の方向は、インスリンとレプチンによって制御されている-インスリンが上昇していれば、FFAの正味の流入があり、インスリンが低下しているときにのみ、FFAは脂肪組織から出て行くことができる。インスリンの分泌は、炭水化物を摂取した結果生じる高血糖によって刺激される。 |
| There is a constant flux of FFAs entering and leaving adipose tissue. The net direction of this flux is controlled by insulin and leptin—if insulin is elevated, then there is a net inward flux of FFA, and only when insulin is low can FFA leave adipose tissue. Insulin secretion is stimulated by high blood sugar, which results from consuming carbohydrates.
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| | 人間では、リポリシス（トリグリセリドの加水分解、つまり脂肪が遊離脂肪酸に分解されること）は、リポリシスを促進する[[beta adrenergic receptor/ja|β-アドレナリン受容体]]と、抗リポリシス作用を示すα2A-アドレナリン受容体のバランスの取れた制御を経由して調節される。 |
| In humans, lipolysis (hydrolysis of triglycerides into free fatty acids) is controlled through the balanced control of lipolytic [[beta adrenergic receptor|B-adrenergic receptors]] and a2A-adrenergic receptor-mediated antilipolysis.
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| | 脂肪細胞は、トリグリセリドと遊離脂肪酸のレベルを維持し、[[insulin resistance/ja|インスリン抵抗性]]を決定するという重要な[[physiology/ja|生理学的]]役割を持っている。 |
| Fat cells have an important [[physiology|physiological]] role in maintaining triglyceride and free fatty acid levels, as well as determining [[insulin resistance]]. [[Abdomen|Abdominal]] fat has a different [[metabolism|metabolic]] profile—being more prone to induce insulin resistance. This explains to a large degree why [[central obesity]] is a marker of impaired glucose tolerance and is an independent risk factor for [[cardiovascular disease]] (even in the absence of [[diabetes mellitus]] and [[hypertension]]). Studies of female monkeys at [[Wake Forest University]] (2009) discovered that individuals with higher [[Stress (biological)|stress]] have higher levels of visceral fat in their bodies. This suggests a possible cause-and-effect link between the two, wherein stress promotes the accumulation of visceral fat, which in turn causes hormonal and metabolic changes that contribute to heart disease and other health problems.
| | [[abdomen/ja|腹部]]脂肪は異なる[[metabolism/ja|代謝]]プロフィールを持ち、インスリン抵抗性を誘発しやすい。このことは、[[central obesity/ja|中心性肥満]]が耐糖能障害のマーカーであり、（たとえ[[diabetes mellitus/ja|糖尿病]]や[[hypertension/ja|高血圧]]がない場合でも）[[cardiovascular disease/ja|心血管系疾患]]の独立した危険因子であることを、かなりの程度説明している。[[:en:Wake Forest University|ウェイクフォレスト大学]]の雌サルを対象とした研究（2009年）で、[[Stress (biological)/ja|ストレス]]が高い個体ほど、体内の内臓脂肪レベルが高いことが発見された。このことは、ストレスが内臓脂肪の蓄積を促進し、その結果、心臓病やその他の健康問題の原因となるホルモンや代謝の変化を引き起こすという、両者の因果関係の可能性を示唆している。 |
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| | 近年のバイオテクノロジーの進歩により、脂肪組織から[[adult stem cell/ja|成体幹細胞]]を採取できるようになり、患者自身の細胞を用いて組織の再生を刺激できるようになった。 加えて、ヒトおよび動物の脂肪由来幹細胞は、[[feeder cell/ja|フィーダー細胞]]を必要とせず、効率的に[[induced pluripotent stem cell/ja|人工多能性幹細胞]]に初期化できると報告されている。患者自身の細胞を用いることで、組織拒絶反応の可能性を減らし、ヒト[[embryonic stem cell/ja|胚性幹細胞]]の使用に伴う倫理的問題を回避することができる。また、脂肪沈着部位（腹部、卵膜、心膜など）の違いによ って、異なる特徴を持つ脂肪由来幹細胞が得られることを 示す証拠も増えてきている。 これらのデポに依存した特徴には、[[Cell growth/ja|増殖速度]]、[[Immunophenotyping/ja|免疫表現型]]、[[Cellular differentiation/ja|分化能]]、[[gene expression/ja|遺伝子発現]]、低酸素培養条件に対する感受性などがある。酸素レベルは、脂肪由来幹細胞の代謝や機能全般に重要な役割を果たしているようだ。 |
| Recent advances in biotechnology have allowed for the harvesting of [[adult stem cell]]s from adipose tissue, allowing stimulation of tissue regrowth using a patient's own cells. In addition, adipose-derived stem cells from both human and animals reportedly can be efficiently reprogrammed into [[induced pluripotent stem cell]]s without the need for [[feeder cell]]s. The use of a patient's own cells reduces the chance of tissue rejection and avoids ethical issues associated with the use of human [[embryonic stem cell]]s. A growing body of evidence also suggests that different fat depots (i.e. abdominal, omental, pericardial) yield adipose-derived stem cells with different characteristics. These depot-dependent features include [[Cell growth|proliferation rate]], [[Immunophenotyping|immunophenotype]], [[Cellular differentiation|differentiation potential]], [[gene expression]], as well as sensitivity to hypoxic culture conditions. Oxygen levels seem to play an important role on the metabolism and in general the function of adipose-derived stem cells.
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| | 脂肪組織は、男性でも女性でも[[aromatase/ja|アロマターゼ]]の主要な末梢供給源であり、[[estradiol/ja|エストラジオール]]の産生に寄与している。 |
| Adipose tissue is a major peripheral source of [[aromatase]] in both males and females, contributing to the production of [[estradiol]].
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| | [[Adipose derived hormones/ja|脂肪由来ホルモン]]には以下のようなものがある： |
| [[Adipose derived hormones]] include: | | * [[Adiponectin/ja]] |
| * [[Adiponectin]] | | * [[Resistin/ja]] |
| * [[Resistin]] | | * [[Plasminogen activator inhibitor-1/ja]] (PAI-1) |
| * [[Plasminogen activator inhibitor-1]] (PAI-1) | | * [[TNF-alpha/ja|TNFα]] |
| * [[TNF-alpha|TNFα]] | | * [[Interleukin 6/ja|IL-6]] |
| * [[Interleukin 6|IL-6]] | | * [[Leptin/ja]] |
| * [[Leptin]] | | * [[Estradiol/ja]] (E2) |
| * [[Estradiol]] (E2) | |
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| | 脂肪組織はまた、[[adipokine/ja|アディポカイン]]（脂肪サイトカイン）と呼ばれる一種の[[cytokine/ja|サイトカイン]]（細胞間シグナル伝達タンパク質）を分泌し、肥満関連合併症に関与している。血管周囲脂肪組織はアディポネクチンなどのアディポカインを放出し、それらが取り囲む血管の収縮機能に影響を及ぼす。 |
| Adipose tissues also secrete a type of [[cytokine]]s (cell-to-cell signalling proteins) called [[adipokine]]s (adipose cytokines), which play a role in obesity-associated complications. Perivascular adipose tissue releases adipokines such as adiponectin that affect the contractile function of the vessels that they surround.
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| | ===褐色脂肪=== |
| ===Brown fat===
| | [[File:Brown fat cell.jpg|thumb|褐色脂肪細胞]] |
| [[File:Brown fat cell.jpg|thumb|Brown fat cell]] | | {{Main/ja|Brown adipose tissue/ja}} |
| {{Main|Brown adipose tissue}} | | 褐色脂肪または[[brown adipose tissue/ja|褐色脂肪組織]]（BAT）は、ヒトや他の哺乳類の適応的な[[thermogenesis/ja|熱発生]]に重要な脂肪組織の特殊な形態である。BATは[[mitochondria/ja|ミトコンドリア]]内の[[oxidative phosphorylation/ja|酸化的リン酸化]]の[[respiratory chain/ja|呼吸鎖]]を[[uncoupling protein 1/ja|アンカップリングタンパク質1]]（UCP1）の組織特異的発現によって「アンカップリング」することで熱を発生させることができる。BATは主に[[thorax/ja|胸郭]]の頸部と大血管の周囲に存在し、熱交換に効果的に働くと考えられている。BATは寒冷にさらされると、[[sympathetic nervous system/ja|交感神経]]からの[[catecholamine/ja|カテコールアミン]]の放出によって強固に活性化され、その結果UCP1が活性化される。 |
| Brown fat or [[brown adipose tissue]] (BAT) is a specialized form of adipose tissue important for adaptive [[thermogenesis]] in humans and other mammals. BAT can generate heat by "uncoupling" the [[respiratory chain]] of [[oxidative phosphorylation]] within [[mitochondria]] through tissue-specific expression of [[uncoupling protein 1]] (UCP1). BAT is primarily located around the neck and large blood vessels of the [[thorax]], where it may effectively act in heat exchange. BAT is robustly activated upon cold exposure by the release of [[catecholamine]]s from [[sympathetic nervous system|sympathetic nerves]] that results in UCP1 activation.
| | 脂肪組織に存在する神経の半分近くは、[[dorsal root ganglion/ja|後根神経節]]につながっている感覚ニューロンである。 |
| Nearly half of the nerves present in adipose tissue are sensory neurons connected to the [[dorsal root ganglion|dorsal root ganglia]].
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| | BATの活性化は、過剰摂食に反応して起こることもある。UCP1活性は、[[adrenergic receptor/ja|β-アドレナリン受容体]]の活性化に続いて産生される長鎖脂肪酸によって刺激される。UCP1は脂肪酸プロトン[[symporter/ja|シンポーター]]として機能すると提唱されているが、正確なメカニズムはまだ解明されていない。一方、UCP1は[[adenosine triphosphate/ja|ATP]]、[[adenosine diphosphate/ja|ADP]]、[[guanosine triphosphate/ja|GTP]]によって阻害される。 |
| BAT activation may also occur in response to overfeeding. UCP1 activity is stimulated by long chain fatty acids that are produced subsequent to [[adrenergic receptor|β-adrenergic receptor]] activation. UCP1 is proposed to function as a fatty acid proton [[symporter]], although the exact mechanism has yet to be elucidated. In contrast, UCP1 is inhibited by [[adenosine triphosphate|ATP]], [[adenosine diphosphate|ADP]], and [[guanosine triphosphate|GTP]].
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| | このプロセスを[[pharmacology/ja|薬理学的に]]シミュレートする試みは、今のところ成功していない。 褐色脂肪」の分化を操作する技術は、将来的には[[weight loss/ja|減量]]治療のメカニズムになる可能性があり、他の臓器に誘導することなく、この特殊な代謝を持つ組織の成長を促す。ヒトの肥満を治療するための[[Brown adipose tissue/ja|褐色脂肪]]の最終的な治療標的に関する総説が、2020年にサミュエルソンと[[:en:Antonio Vidal-Puig|ビダル＝プイグ]]によって発表された。 |
| Attempts to simulate this process [[pharmacology|pharmacologically]] have so far been unsuccessful. Techniques to manipulate the differentiation of "brown fat" could become a mechanism for [[weight loss]] therapy in the future, encouraging the growth of tissue with this specialized metabolism without inducing it in other organs. A review on the eventual therapeutic targeting of [[Brown adipose tissue|brown fat]] to treat human obesity was published by Samuelson and [[Antonio Vidal-Puig|Vidal-Puig]] in 2020.
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| | 最近まで、ヒトの褐色脂肪組織は主に乳幼児に限られると考えられていたが、新たな証拠がその考えを覆した。褐色脂肪に似た温度反応を示す代謝活性組織が、2007年にヒト成人の頸部と体幹で初めて報告され、その後、同じ解剖学的部位でヒト成人の褐色脂肪の存在が[[histologically/ja|組織学的]]に検証された。 |
| Until recently, brown adipose tissue in humans was thought to be primarily limited to infants, but new evidence has overturned that belief. Metabolically active tissue with temperature responses similar to brown adipose was first reported in the neck and trunk of some human adults in 2007, and the presence of brown adipose in human adults was later verified [[histologically]] in the same anatomical regions.
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| | ===ベージュ脂肪とWATの褐変=== |
| ===Beige fat and WAT browning=== | | WATの褐色化は「ベージュ化」とも呼ばれ、WATデポット内の脂肪細胞がBATの特徴を発現することで起こる。ベージュ脂肪細胞は多眼性（複数の脂質滴を含む）を呈し、[[thermogenin/ja|アンカップリング・プロテイン1]]（UCP1）の発現を増加させる。そうすることで、これらの通常エネルギーを貯蔵する脂肪細胞は、エネルギーを放出する脂肪細胞になる。 |
| Browning of WAT, also referred to as "beiging", occurs when adipocytes within WAT depots develop features of BAT. Beige adipocytes take on a multilocular appearance (containing several lipid droplets) and increase expression of [[thermogenin|uncoupling protein 1]] (UCP1). In doing so, these normally energy-storing adipocytes become energy-releasing adipocytes.
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| | 褐色脂肪とベージュ脂肪のカロリー燃焼能力は、肥満や糖尿病の治療をターゲットとした治療法の研究努力の中で、広く研究されてきた。[[2,4-dinitrophenol/ja|2,4-ジニトロフェノール]]という薬物も、UCP1と同様に化学的アンカプラーとして作用し、1930年代には減量のために使用されていた。しかし、過剰投与によって高体温や死亡などの副作用が出たため、すぐに中止された。CL316,243のようなβ3作動薬も開発され、ヒトで試験されている。しかし、このような薬物の使用は、受容体の特異性が種によって異なることや経口[[bioavailability/ja|バイオアベイラビリティ]]が低いことなど、いくつかの課題があるため、ほとんど成功していない。 |
| The calorie-burning capacity of brown and beige fat has been extensively studied as research efforts focus on therapies targeted to treat obesity and diabetes. The drug [[2,4-dinitrophenol]], which also acts as a chemical uncoupler similarly to UCP1, was used for weight loss in the 1930s. However, it was quickly discontinued when excessive dosing led to adverse side effects including hyperthermia and death. β3 agonists, like CL316,243, have also been developed and tested in humans. However, the use of such drugs has proven largely unsuccessful due to several challenges, including varying species receptor specificity and poor oral [[bioavailability]].
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| | 寒冷はBATプロセスの主要な調節因子であり、WATの褐変を誘導する。慢性的な寒冷曝露に対する褐色化はよく報告されており、可逆的なプロセスである。マウスを用いた研究では、寒冷による褐変は21日間で完全に回復し、24時間以内にUCP1の測定可能な減少が見られた。Rosenwaldらによる研究では、動物を寒冷環境に再び暴露すると、同じ脂肪細胞がベージュ色の表現型をとることが明らかにされ、ベージュ色の脂肪細胞が保持されていることが示唆された。 |
| Cold is a primary regulator of BAT processes and induces WAT browning. Browning in response to chronic cold exposure has been well documented and is a reversible process. A study in mice demonstrated that cold-induced browning can be completely reversed in 21 days, with measurable decreases in UCP1 seen within a 24-hour period. A study by Rosenwald et al. revealed that when the animals are re-exposed to a cold environment, the same adipocytes will adopt a beige phenotype, suggesting that beige adipocytes are retained.
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| | ベージュ脂肪の誘導を制御しているのは、転写制御因子だけでなく、他の因子の数も増えている。転写の4つの制御因子がWAT褐変の中心であり、このプロセスに影響を与えることが知られている分子の多くの標的となっている。これらには、ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γ[[peroxisome proliferator-activated receptor gamma/ja|(PPARγ)]]、[[PR domain containing 16/ja|PRDM16]]、ペルオキシソーム増殖剤活性化受容体γコアクチベーター1α[[PPARGC1A/ja|(PGC-1α)]]、および初期B細胞因子-2(EBF2)が含まれる。 |
| Transcriptional regulators, as well as a growing number of other factors, regulate the induction of beige fat. Four regulators of transcription are central to WAT browning and serve as targets for many of the molecules known to influence this process. These include peroxisome proliferator-activated receptor gamma [[peroxisome proliferator-activated receptor gamma|(PPARγ)]], [[PR domain containing 16|PRDM16]], peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1 alpha [[PPARGC1A|(PGC-1α)]], and Early B-Cell Factor-2 (EBF2).
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| | 褐変に影響を与える分子のリストは、このトピックの人気と比例して増加しており、より多くの知識が得られるにつれて常に進化している。これらの分子の中でも、[[FNDC5/ja|イリシン]]と線維芽細胞増殖因子21（[[FGF21/ja|FGF21]]）はよく研究されており、褐変の重要な調節因子であると考えられている。イリシンは運動に反応して筋肉から分泌され、ベージュ色の前駆脂肪細胞に作用して褐色化を増加させることが示されている。主に肝臓から分泌されるホルモンである[[fbrocyte growth factor 21/ja|FGF21]]は、グルコース取り込みの強力な刺激因子であり、PGC-1αへの作用を通じて褐変調節因子であることが同定された後、大きな関心を集めている。FGF21はまた、運動や低タンパク食にも反応して分泌される可能性があるが、後者についてはまだ十分に研究されていない。これらの研究から得られたデータは、食事や運動といった環境因子が、褐変の重要なメディエーターである可能性を示唆している。マウスでは、[[ILC2/ja|タイプ2自然リンパ球]]が[[interleukin 33/ja|インターロイキン33]]に反応してメチオニン-エンケファリンペプチドを産生することによって、褐変が起こりうることがわかった。 |
| The list of molecules that influence browning has grown in direct proportion to the popularity of this topic and is constantly evolving as more knowledge is acquired. Among these molecules are [[FNDC5|irisin]] and fibroblast growth factor 21 ([[FGF21]]), which have been well-studied and are believed to be important regulators of browning. Irisin is secreted from muscle in response to exercise and has been shown to increase browning by acting on beige preadipocytes. [[fbrocyte growth factor 21|FGF21]], a hormone secreted mainly by the liver, has garnered a great deal of interest after being identified as a potent stimulator of glucose uptake and a browning regulator through its effects on PGC-1α. It is increased in BAT during cold exposure and is thought to aid in resistance to diet-induced obesity FGF21 may also be secreted in response to exercise and a low protein diet, although the latter has not been thoroughly investigated. Data from these studies suggest that environmental factors like diet and exercise may be important mediators of browning. In mice, it was found that beiging can occur through the production of methionine-enkephalin peptides by [[ILC2|type 2 innate lymphoid cells]] in response to [[interleukin 33]].
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| | ===褐色化を研究するためのゲノミクスおよびバイオインフォマティクスツール=== |
| ===Genomics and bioinformatics tools to study browning===
| | 脂肪組織は複雑な性質を持っており、褐変を制御する分子が増え続けているため、この分野の研究を向上させるために[[bioinformatics/ja|バイオインフォマティクス]]ツールを使用する大きな可能性が存在する。ベージュ脂肪は肥満や糖尿病の治療標的として急速に人気を集めているため、WATの褐変研究はこれらの技術の進歩から大きな恩恵を受けている。 |
| Due to the complex nature of adipose tissue and a growing list of browning regulatory molecules, great potential exists for the use of [[bioinformatics]] tools to improve study within this field. Studies of WAT browning have greatly benefited from advances in these techniques, as beige fat is rapidly gaining popularity as a therapeutic target for the treatment of obesity and diabetes.
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| | [[DNA microarray/ja|DNAマイクロアレイ]]は、様々な遺伝子の発現レベルを同時に定量化するために使用されるバイオインフォマティクスツールであり、脂肪組織の研究に広く使用されている。そのような研究のひとつに、マイクロアレイ解析とIngenuity IPAソフトウェアを併用し、マウスを28℃と6℃の温度に暴露したときのWATとBATの遺伝子発現の変化を調べたものがある。その後、最も有意に発現が増加した遺伝子と減少した遺伝子が同定され、発現経路の解析に用いられた。その結果、寒冷曝露後にWATで発現が上昇する経路の多くは、BATでも発現が高いことが判明した。例えば、[[oxidative phosphorylation/ja|酸化的リン酸化]]、[[fatty acid metabolism/ja|脂肪酸代謝]]、ピルビン酸代謝などである。このことは、脂肪細胞の一部が6 °Cでベージュ色の表現型に切り替わったことを示唆している。Mössenböckらはまた、マイクロアレイ解析を用いて、[[insulin/ja|インスリン]]欠乏はベージュ脂肪細胞の分化を阻害するが、褐変能力は妨げないことを示した。これら2つの研究は、WATの褐変研究にマイクロアレイを用いる可能性を示している。 |
| [[DNA microarray]] is a bioinformatics tool used to quantify expression levels of various genes simultaneously, and has been used extensively in the study of adipose tissue. One such study used microarray analysis in conjunction with Ingenuity IPA software to look at changes in WAT and BAT gene expression when mice were exposed to temperatures of 28 and 6 °C. The most significantly up- and downregulated genes were then identified and used for analysis of differentially expressed pathways. It was discovered that many of the pathways upregulated in WAT after cold exposure are also highly expressed in BAT, such as [[oxidative phosphorylation]], [[fatty acid metabolism]], and pyruvate metabolism. This suggests that some of the adipocytes switched to a beige phenotype at 6 °C. Mössenböck et al. also used microarray analysis to demonstrate that [[insulin]] deficiency inhibits the differentiation of beige adipocytes but does not disturb their capacity for browning. These two studies demonstrate the potential for the use of microarray in the study of WAT browning. | |
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| | RNAシーケンス（[[RNA-Seq/ja|RNA-Seq]]）は、サンプル内の全遺伝子のRNA発現を定量化できる強力な計算ツールである。RNA-Seqを褐変研究に取り入れることは、他の方法よりも特異性、感度、遺伝子発現の包括的な概観が得られるため、大きな価値がある。RNA-Seqはヒトとマウスの両方の研究で使用されており、遺伝子発現プロファイルに従って褐色脂肪細胞の特徴を明らかにし、褐色表現型を誘導する可能性のある治療分子を同定することを試みている。そのような研究の1つでは、野生型[[wild type/ja|(WT)]]マウスとEarly B-Cell Factor-2（EBF2）を過剰発現させたマウスのWATの遺伝子発現プロファイルを比較するためにRNA-Seqを用いた。トランスジェニック動物のWATは褐色脂肪遺伝子プログラムを示し、WTマウスと比較してWAT特異的遺伝子発現が低下していた。したがって、EBF2は褐色化を誘導する治療分子として同定された。 |
| RNA sequencing ([[RNA-Seq]]) is a powerful computational tool that allows for the quantification of RNA expression for all genes within a sample. Incorporating RNA-Seq into browning studies is of great value, as it offers better specificity, sensitivity, and a more comprehensive overview of gene expression than other methods. RNA-Seq has been used in both human and mouse studies in an attempt characterize beige adipocytes according to their gene expression profiles and to identify potential therapeutic molecules that may induce the beige phenotype. One such study used RNA-Seq to compare gene expression profiles of WAT from wild-type [[wild type|(WT)]] mice and those overexpressing Early B-Cell Factor-2 (EBF2). WAT from the transgenic animals exhibited a brown fat gene program and had decreased WAT specific gene expression compared to the WT mice. Thus, EBF2 has been identified as a potential therapeutic molecule to induce beiging.
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| | [[ChIP-sequencing/ja|(ChIP-seq)]]は、DNA上のタンパク質結合部位を同定し、[[histone/ja|ヒストン]]修飾を評価するために用いられる手法である。このツールにより、褐変の[[epigenetics/ja|エピジェネティック]]制御の研究が可能になり、タンパク質-DNA相互作用がベージュ脂肪細胞の分化を刺激するメカニズムの解明に役立っている。ベージュ脂肪細胞のクロマチンランドスケープを観察する研究から、これらの細胞の脂肪形成は、細胞特異的なクロマチンランドスケープの形成に起因し、それが転写プログラムを制御し、最終的には分化を制御することがわかった。ChIP-seqと他のツールを併用した最近の研究では、ベージュ脂肪細胞の発生に影響を与える30以上の転写因子とエピジェネティック因子が同定された。 |
| Chromatin immunoprecipitation with sequencing [[ChIP-sequencing|(ChIP-seq)]] is a method used to identify protein binding sites on DNA and assess [[histone]] modifications. This tool has enabled examination of [[epigenetics|epigenetic]] regulation of browning and helps elucidate the mechanisms by which protein-DNA interactions stimulate the differentiation of beige adipocytes. Studies observing the chromatin landscapes of beige adipocytes have found that adipogenesis of these cells results from the formation of cell specific chromatin landscapes, which regulate the transcriptional program and, ultimately, control differentiation. Using ChIP-seq in conjunction with other tools, recent studies have identified over 30 transcriptional and epigenetic factors that influence beige adipocyte development.
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| | ===遺伝学=== |
| ===Genetics=== | | {{Main/ja|Genetics of obesity/ja#Genes}} |
| {{Main|Genetics of obesity#Genes}} | | [[thrifty gene hypothesis/ja|倹約遺伝子仮説]]（飢饉仮説とも呼ばれる）は、ある種の集団では、身体は豊富な時に脂肪を保持する効率が高く、それによって食糧不足の時に飢餓に対する抵抗力が高まるというものである。この仮説は、もともとはグルコース代謝とインスリン抵抗性の文脈で提唱されたが、その文脈に関しては、身体人類学者、生理学者、そして[[:en:James V. Neel|この考えの最初の提唱者]]自身によって否定されている。しかし、開発者によれば、他のコンテクストでは「最初に開発されたときと同じように実行可能」なのだという。 |
| The [[thrifty gene hypothesis]] (also called the famine hypothesis) states that in some populations the body would be more efficient at retaining fat in times of plenty, thereby endowing greater resistance to starvation in times of food scarcity. This hypothesis, originally advanced in the context of glucose metabolism and insulin resistance, has been discredited by physical anthropologists, physiologists, and the [[James V. Neel|original proponent of the idea]] himself with respect to that context, although according to its developer it remains "as viable as when [it was] first advanced" in other contexts.
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| | 1995年、[[:en:Rockefeller University|ロックフェラー大学]]に在籍していた[[:en:Jeffrey M. Friedman|ジェフリー・フリードマン]]は、[[:en:Rudolph Leibel|ルドルフ・ライベル]]、[[:en:Douglas Coleman|ダグラス・コールマン]]らとともに、遺伝的に肥満のマウスに欠けているタンパク質[[leptin/ja|レプチン]]を発見した。レプチンは白色脂肪組織で産生され、[[hypothalamus/ja|視床下部]]にシグナルを送る。レプチンのレベルが下がると、身体はこれをエネルギーの喪失と解釈し、空腹感が増す。このタンパク質を欠くマウスは、通常の4倍の大きさになるまで食べる。 |
| In 1995, [[Jeffrey M. Friedman|Jeffrey Friedman]], in his residency at the [[Rockefeller University]], together with [[Rudolph Leibel]], [[Douglas Coleman]] et al. discovered the protein [[leptin]] that the genetically obese mouse lacked. Leptin is produced in the white adipose tissue and signals to the [[hypothalamus]]. When leptin levels drop, the body interprets this as a loss of energy, and hunger increases. Mice lacking this protein eat until they are four times their normal size.
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| | しかし、レプチンはげっ歯類とヒトの食事誘発性肥満では異なる役割を果たしている。脂肪細胞はレプチンを産生するため、肥満ではレプチンレベルが上昇する。しかし、空腹感は残り、体重減少によってレプチンレベルが低下すると、空腹感が増す。レプチンの低下は、[[satiety/ja|満腹]]シグナルとしてのレプチンの上昇よりも、飢餓シグナルとして見た方がよい。しかし、肥満におけるレプチンの上昇は、[[Leptin/ja#Leptin resistance and obesity|レプチン抵抗性]]として知られている。現在、肥満におけるレプチン抵抗性をもたらす視床下部での変化が肥満研究の焦点となっている。 |
| Leptin, however, plays a different role in diet-induced obesity in rodents and humans. Because adipocytes produce leptin, leptin levels are elevated in the obese. However, hunger remains, and—when leptin levels drop due to weight loss—hunger increases. The drop of leptin is better viewed as a starvation signal than the rise of leptin as a [[satiety]] signal. However, elevated leptin in obesity is known as [[Leptin#Leptin resistance and obesity|leptin resistance]]. The changes that occur in the hypothalamus to result in leptin resistance in obesity are currently the focus of obesity research.
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| | レプチン遺伝子（''ob''）の遺伝子異常はヒトの肥満ではまれである。2010年7月現在、''ob''遺伝子の変異（そのうちの1つは、ヒトの遺伝性肥満の原因として初めて同定されたものである）を持つヒトは、世界で5家族14人（英国に住むパキスタン系の2家族、トルコに住む1家族、エジプトに住む1家族、オーストリアに住む1家族）しか同定されておらず、他に変異した''ob''レセプターを持つ2家族が見つかっている。また、遺伝的にレプチンが部分的に欠損している人も同定されており、このような人では、レプチン値が正常範囲の低値であれば肥満を予測することができる。 |
| Gene defects in the leptin gene (''ob'') are rare in human obesity. {{as of|2010|July|}}, only 14 individuals from five families have been identified worldwide who carry a mutated ''ob'' gene (one of which was the first ever identified cause of genetic obesity in humans)—two families of Pakistani origin living in the UK, one family living in Turkey, one in Egypt, and one in Austria—and two other families have been found that carry a mutated ''ob'' receptor. Others have been identified as genetically partially deficient in leptin, and, in these individuals, leptin levels on the low end of the normal range can predict obesity.
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| | また、[[melanocortin/ja|メラノコルチン]]（食欲に関連する脳内シグナル伝達に使用される）とその[[receptor (biochemistry)/ja|レセプター]]が関与する遺伝子のいくつかの[[mutation/ja|変異]]も、レプチンの変異よりも多くの集団で肥満を引き起こすことが確認されている。 |
| Several [[mutation]]s of genes involving the [[melanocortin]]s (used in brain signaling associated with appetite) and their [[Receptor (biochemistry)|receptors]] have also been identified as causing obesity in a larger portion of the population than leptin mutations.
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| | ===物理的性質=== |
| ===Physical properties===
| | 脂肪組織の密度は~0.9 g/mlである。筋肉組織の密度は1.06 g/mlなので、脂肪組織が多い人は、[[muscular tissue/ja|筋肉組織]]が多い同じ体重の人よりも浮きやすくなる。 |
| Adipose tissue has a density of ~0.9 g/ml. Thus, a person with more adipose tissue will float more easily than a person of the same weight with more [[muscular tissue]], since muscular tissue has a density of 1.06 g/ml.
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| | == 体脂肪計 == |
| ==Body fat meter==
| | {{Anchor|Body fat meter}} |
| {{See also|Bioelectrical impedance analysis}} | | {{See also/ja|Bioelectrical impedance analysis/ja}} |
| A '''body fat meter''' is a tool used to measure the [[Body fat percentage|body fat to weight ratio]] in the human body. Different meters use various methods to determine the ratio. They tend to under-read body fat percentage.
| | 体脂肪計は、人体の[[Body fat percentage/ja|体重に対する体脂肪の割合]]を測定するための道具である。体脂肪計によって、体脂肪率を測定する方法は異なる。それらは体脂肪率を過小評価する傾向がある。 |
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| | 臨床ツールとは対照的に、比較的安価なタイプの体脂肪計のひとつは、個人の体脂肪率を測定するために[[bioelectrical impedance analysis/ja|生体電気インピーダンス分析]]（BIA）の原理を利用している。そのために、メーターは体に無害な小さな[[:en:electric current|電流]]を流し、その[[:en:electrical resistance|抵抗]]を測定し、その人の体重、身長、年齢、性別の情報を使って、その人の体脂肪率のおおよその値を算出する。この計算では、体内の水分の総量（除脂肪組織と筋肉は脂肪よりも水分の割合が高い）を測定し、その情報に基づいて脂肪の割合を推定する。結果は、分析前に食べたものや飲んだ水分量によって数％変動する。 |
| In contrast with clinical tools, one relatively inexpensive type of body fat meter uses the principle of [[bioelectrical impedance analysis]] (BIA) in order to determine an individual's body fat percentage. To achieve this, the meter passes a small, harmless, [[electric current]] through the body and measures the [[electrical resistance|resistance]], then uses information on the person's weight, height, age, and sex to calculate an approximate value for the person's body fat percentage. The calculation measures the total volume of water in the body (lean tissue and muscle contain a higher percentage of water than fat), and estimates the percentage of fat based on this information. The result can fluctuate several percentage points depending on what has been eaten and how much water has been drunk before the analysis.
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| | 生体電気インピーダンス分析装置が開発される以前は、[[:en:calipers|ノギス]]を用いた[[skin fold/ja|皮膚ひだ]]法、[[:en:underwater weighing|水中体重測定]]、全身[[:en:air displacement plethysmography|空気置換脈波法]]（ADP）、[[:en:DXA|DXA]]など、体組成を分析するさまざまな方法があった。 |
| Before bioelectrical impedance analysis machines were developed, there were many different ways in analyzing body composition such as [[skin fold]] methods using [[calipers]], [[underwater weighing]], whole body [[air displacement plethysmography]] (ADP) and [[DXA]].
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| == 動物実験 == | | == 動物実験 == |