代謝ホルモンの保護作用に関する新たなメカニズムを解明 (Protective effects of a metabolic hormone: new mechanism described)

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2026-06-19 ミュンヘン大学(LMU)

ミュンヘン大学(LMU)とヘルムホルツ・ミュンヘンの研究チームは、代謝ホルモンとして知られるFGF21(線維芽細胞増殖因子21)が、エネルギー代謝の調節だけでなく、細胞がタンパク質の異常な折りたたみによるストレスから身を守る働きを強化することを明らかにした。タンパク質の折りたたみ異常により小胞体内に不良タンパク質が蓄積すると、細胞は「小胞体ストレス応答(UPR)」や「統合ストレス応答(ISR)」と呼ばれる防御機構を活性化するが、FGF21はこれらの反応を自ら引き起こすのではなく、ストレス状態にある細胞でその働きを増幅することが分かった。また、この作用には硫化水素シグナルが関与しており、硫化水素生成を阻害するとFGF21の保護効果が大きく低下した。研究は、FGF21が細胞の恒常性維持や損傷防御に重要な役割を果たすことを示したもので、肥満や糖尿病に加え、タンパク質異常が関与する神経変性疾患などへの新たな治療戦略につながる可能性がある。

<関連情報>

FGF21は、硫化物シグナル伝達の増加を介して、折り畳まれていないタンパク質および統合ストレス応答を強化することにより、ERストレスを軽減する FGF21 reduces ER stress by enhancing the unfolded protein and integrated stress responses through increased sulfide signaling

Gerald Grandl, Ann-Christine König, Fabian Metzger, Arkadiusz Liskiewicz, Tanja Hefele, Shelly Nason, Aaron Novikoff, Nada Al-Refaie, Md Abdur Rahman, Ahmed Khalil, Qian Zhang, Gustav Collden, Brian Finan, Jonathan Douros, Kirk Habegger, Alberto Cebrian-Serrano, Stefanie M. Hauck, Matthias H. Tschöp, Timo D. Müller
Cell Metabolism  Available online: 16 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2026.05.011

Graphical abstract

代謝ホルモンの保護作用に関する新たなメカニズムを解明 (Protective effects of a metabolic hormone: new mechanism described)

Highlights

  • FGF21 enhances the UPR and ISR by increasing enzymatic sulfide production
  • Sulfide signals (SSs) are also induced by the UPR independently of FGF21
  • FGF21 and SSs do not initiate the UPR and ISR but enhance the stress-induced response
  • FGF21 action increases cellular stress resilience and reduces ER stress chronically

Summary

Fibroblast growth factor 21 (FGF21) is an endocrine hormone with broad metabolic actions at supraphysiological concentrations but unclear physiological function, related to endoplasmic reticulum (ER) stress. ER stress activates the unfolded protein response (UPR), a cellular repair mechanism that maintains cellular homeostasis during protein folding stress. Using proximity labeling, we assessed the intracellular action of FGF21 at its receptor β-klotho (KLB) and discovered associations with protein folding in the ER, ER stress, and H2S production. We found that FGF21 increases enzymatic sulfide production and enhances, but does not initiate, the UPR. This FGF21 action is blunted by genetic or pharmacological inhibition of sulfide signaling and is phenocopied by an H2S donor in vivo. FGF21 modulating the UPR requires KLB, and even physiological levels of FGF21 modulate the UPR via increased hepatic H2S production. Collectively, we reveal a novel physiological role of FGF21 as an endocrine stress hormone that enhances the UPR via increased sulfide signaling.

医療・健康
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