微量元素、PPARs、およびメタボリックシンドローム

Trace Elements, PPARs, and Metabolic Syndrome.

• Yujie Shi
• Yixin Zou
• Ziyue Shen
• Yonghong Xiong
• Wenxiang Zhang
• Chang Liu
• Siyu Chen

抄録

メタボリックシンドローム（MetS）は、中心性肥満、インスリン抵抗性、高血圧、耐糖能異常、脂質異常症などの代謝異常の総称である。MetSの発症機序については、これまで集中的に研究が進められてきましたが、現在では多くの因子がMetSの発症に寄与していることがわかってきました。その中でも微量元素はタンパク質、酵素、複合糖質の構造に影響を与えることから、微量元素のアンバランスはMetSの独立した危険因子であると考えられています。微量元素と代謝恒常性との分子的な関連性が確立されており、これらの橋渡し役としてペルオキシソーム増殖因子活性化受容体（PPAR）が重要な調節因子として登場しています。これは、PPARが腹部脂肪率やインスリン感受性などの様々な代謝過程に積極的に関与している一方で、PPARは微量元素の変化に敏感に反応するからである。例えば、鉄の過剰摂取はPPAR-αの肝mRNA発現を低下させ、亜鉛の補給はステアトロティックマウスの肝臓で障害されたPPAR-αのDNA結合活性を回復させると考えられている。さらに重要なことは、PPARsの発現と活性は概日時計の制御下にあり、24時間のリズム性を示していることです。以上のことから、微量元素、PPARsの作用、およびMetSの病態とのさりげない関係を理解することは非常に重要である。PPARsの日周振動とその結果としてのMetSの発症に対する微量元素の年代薬理学的効果を調べるためには、さらなる研究が必要である。

Metabolic syndrome (MetS) is a constellation of metabolic derangements, including central obesity, insulin resistance, hypertension, glucose intolerance, and dyslipidemia. The pathogenesis of MetS has been intensively studied, and now many factors are recognized to contribute to the development of MetS. Among these, trace elements influence the structure of proteins, enzymes, and complex carbohydrates, and thus an imbalance in trace elements is an independent risk factor for MetS. The molecular link between trace elements and metabolic homeostasis has been established, and peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) have appeared as key regulators bridging these two elements. This is because on one hand, PPARs are actively involved in various metabolic processes, such as abdominal adiposity and insulin sensitivity, and on the other hand, PPARs sensitively respond to changes in trace elements. For example, an iron overload attenuates hepatic mRNA expression of ; zinc supplementation is considered to recover the DNA-binding activity of PPAR-α, which is impaired in steatotic mouse liver; selenium administration downregulates mRNA expression of , thereby improving lipid metabolism and oxidative status in the liver of high-fat diet (HFD)-fed mice. More importantly, PPARs' expression and activity are under the control of the circadian clock and show a robust 24 h rhythmicity, which might be the reasons for the side effects and the clinical limitations of trace elements targeting PPARs. Taken together, understanding the casual relationships among trace elements, PPARs' actions, and the pathogenesis of MetS is of great importance. Further studies are required to explore the chronopharmacological effects of trace elements on the diurnal oscillation of PPARs and the consequent development of MetS.