Lactate mediated histone modification prevent sarcopenia

• Project/Area Number: 21K11637
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 棗 寿喜 東海大学, 医学部, 助教 (90761841)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉原 利典 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 助教 (20722888)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: ヒストン / 翻訳後修飾 / 骨格筋 / 筋萎縮 / 老化 / サルコペニア / サテライト細胞 / 加齢 / 筋サテライト細胞 / 運動

Outline of Research at the Start

DNA塩基配列の変化を伴わない後天的なゲノム修飾は遺伝子発現に多大なる影響を及ぼす。本研究では、体内において産生された乳酸が骨格筋のエピジェネティクスによる遺伝子発現調節機構を介してサルコペニアを抑制するという仮説の検証を目的としている。本研究によって、サルコペニアに関連した新たなメカニズム解明を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

加齢によって生じる過度な骨格筋の萎縮は加齢性筋肉減弱症（サルコペニア）として知られている。骨格筋は遅筋線維と速筋線維に大別され、サルコペニアは主に速筋線維が選択的に委縮することが特徴である。そして、運動はサルコペニアを抑制する有効な手段のひとつである。運動によって産生される代表的な代謝産物である乳酸は、エピジェネティックな機構の一つであるヒストンのラクチル化を引き起こすことが知られている。我々は運動によるサルコペニアの抑制にヒストンのラクチル化が影響していると仮説を立てた。現在は昨年度から引き続きサルコペニアモデルを作成するためにマウスの飼育を継続している。また、マウスへの運動介入によってヒストンのラクチル化が生じるか検証している。具体的には、マウスをトレッドミル上にて強制走をおこなわせた。その後、マウスの骨格筋をサンプリングした後、ヒストン修飾の変化をウエスタンブロットまたは免疫染色によって評価した。その結果、ヒストンのラクチル化が運動後に変化することが明らかになった。今後は老齢動物におけるヒストンのラクチル化と遺伝子の関連性についてさらに解析を進める。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度の計画通りに実験を進めることができたため概ね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、マウスの飼育を行い老化モデルを作成する。2023年度の途中で飼育していたマウスが生後2年半以上経過するため、サルコペニアモデルマウスとしてヒストン修飾のラクチル化が変化するか否かについて明らかにする。