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

2021 Fiscal Year Research-status Report

• 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, 大学院医学研究科, 教授 (60164399)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• 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。また、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。そこで、さらな るシグナル経路を検討したところ、FOXO1のアセチル化を減少させることも明らかとなった。FOXO1は、ATG7とともに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とFOXO1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

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、一定期間湿式の実験の停止(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

新型コロナ感染症の拡大により、所属大学の方針として、一定期間実験研究を行うことができなかったため。