2017 Fiscal Year Annual Research Report
Facilitation of mitochondrial respiration mediated by oxygen transporter in myocytes
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17H02158
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
増田 和実 金沢大学, 人間科学系, 教授 (50323283)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 筋細胞 / ミトコンドリア / ミオグロビン / 相互作用 / 運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ｍｂとミトコンドリアとの相互作用の空間的関係性を明らかにするため、骨格筋のミトコンドリアに局在するＭｂの存在場所を検証した。まず、段階遠心分離法とショ糖勾配分離法の組み合わせによってミトコンドリアの膜成分（外膜、内膜）や空間成分（膜間腔、マトリックス）の各画分を分離し、それぞれの画分内にＭｂが存在するか否かをWestern Blot法によって検証した。その結果、Ｍｂが空間成分と内膜の画分から検出された。この結果をさらに精査するために、ミトコンドリアの構造をなるべく保ったままＭｂの存在場所を検出するためにプロテアーゼを用いた手法を試みた。単離したミトコンドリアに対して、その表面タンパク質の消化をproteinase Kや膜透過処理などを施しながら、その都度得られる画分をWestern Blot法に供した。その結果、Ｍｂは膜間腔よりもむしろ内膜に相互作用している可能性が示された。ただし、ミトコンドリアの単離の際にミトコンドリアを傷つけている可能性が疑われたため、次年度では、ミトコンドリアの単離方法の検証を含めて、この点を精査していく。
また、ミトコンドリアの生合成を亢進させる栄養基質（カフェイン、ポリフェノール、アミノ酸）がＭｂの生合成も伴うかどうかについてマウス筋芽細胞（C2C12）や筋組織を用いてWestern Blot法によって検証した。カフェインはカルシウムシグナルを亢進させる薬理効果があり、Ｍｂ発現を亢進させた。また、ポリフェノールやアミノ酸もＭｂ発現を亢進させていた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
予定としていたＭｂのミトコンドリア内局在を検証することができたが、タンパク質分解処理や膜透過処理の方法確立までに時間を要した。また、ミトコンドリアの単離にも些か課題が見つかったため、さらに再検証する必要がある。しかしながら、本来、ミトコンドリアの中には存在しないとされるＭｂがミトコンドリアの中に存在する可能性が明らかになってきたため、本研究の主たるパラダイムであるＭｂとミトコンドリアの相互作用検証をさらに強く押し進める基礎エビデンスを得ることができた。
また、ミトコンドリアの生合成に関わる細胞内シグナルによって、Ｍｂ発現も亢進することが明らかになってきたので、その実験モデルを用いてＭｂとミトコンドリアの相互作用ならびに機能連関について検証を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミトコンドリアの単離に課題が見つかったため、生細胞を使用するなどの再検証が必要である。
また、ミトコンドリアの生合成に関わる細胞内シグナルによって、Ｍｂ発現も亢進することが明らかになってきたので、その実験モデルを用いてＭｂとミトコンドリアの相互作用ならびに機能連関について検証を進める予定である。
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