2020 Fiscal Year Research-status Report

機能性食品であるグルコサミンのオートファジーに対する新規作用の解明

Research Project

Project/Area Number	17K00880
Research Institution	Josai University
Principal Investigator	五十嵐庸城西大学, 薬学部, 准教授 (00277815)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長岡功順天堂大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60164399)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords	軟骨細胞 / グルコサミン / サーチュイン / オートファジー
Outline of Annual Research Achievements	変形性関節症は、我が国でも１，０００万人以上の患者がいると推定されている。グルコサミンは、軟骨グリコサミノグリカンの前駆物質であることから、我が国やアメリカではサプリメントとして、ヨーロッパでは治療薬として使用されている。その一方で、近年変形性関節症とオートファジーとの関連が注目されている。そこで、サプリメントとして用いられているグルコサミンのオートファジーに対する効果を検討した。昨年度までに、グルコサミンが軟骨細胞においてオートファジーを誘導すること、またオートファジーの上流に位置していると思われるサーチュイン１の発現も増加させること、さらにmammalian target of rapamycinを介さずp53の３８２番目のリジン残基のアセチル化を減少させることを明らかにした。そこでさらなるシグナル経路を検討した。その結果、免疫沈降法を用いることにより、オートファジー関連タンパク質であるATG7のリジン残基のアセチル化がグルコサミン添加により減少することを見出した。ATG7は、オートファジー誘導に重要な役割を果たしているだけでなく、脱アセチル化されることによりオートファジーを活性化させることが明らかとなっている、今回の結果は、軟骨細胞においてグルコサミンによりサーチュイン１の発現が増加し、ATG7を脱アセチル化することによりその活性を増加させ、オートファジーを誘導している可能性を示唆するものである。また、ATG5においても、ATG7と同様にリジン残基のアセチル化がグルコサミン添加により減少することを示唆するデータが得られた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 大学の移動に伴い、実験系の立ち上げに時間を有したとともに、新型コロナ感染症蔓延の影響により、夏期休暇明けまで湿式の実験の停止（講義を含めテレワーク）を大学から指示されたため、実験をすることができない期間ができたため。
Strategy for Future Research Activity	現在進めているシグナル経路の同定を引き続き行い、グルコサミンの軟骨細胞におけるオートファジー活性経路を明らかにする。またその際、サーチュイン１依存的か否かを、サーチュイン１阻害剤を用いて検討する。さらに、グルコサミンとサーチュイン１をつなぐ因子の解明を目指す。
Causes of Carryover	新型コロナ感染症拡大の影響により、大学の指示で行って期間実験を行えなかったため、その分を次年度に繰り越した。