アルギニンによる骨格筋のCat-2発現制御、NO産生および筋線維型の関係の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K15362
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 石田 藍子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 上級研究員 (30414684)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ブタ / アルギニン / Cat-2 / NO

Outline of Annual Research Achievements

2018年度までに実施した豚飼養実験（対照飼料、アルギニン不足飼料、リジン不足飼料あるいは高アルギニン飼料を給与する4区を設けた）では、増体重、飼料効率および飼料摂取量に有意な差はなかったが、血漿中のアルギニン濃度は高アルギニン区が他の３区より高く、リジン濃度は低リジン区が他の３区より高かった。血中インスリン濃度およびコルチゾール濃度に給与飼料の影響はなかったが、血中のIGF-I濃度は、低アルギニン区および高アルギニン区では対照区と差がなく、低リジン区のみ対照区より低くなった。NO量は、骨格筋3部位、肝臓および血液のいずれも有意な差はなかった。胸最長筋のCat-2ｍRNA発現量は、低アルギニン区および高アルギニン区は対照区と有意な差がなかったが、低リジン区は対照区より低かった。
また、培養骨格筋細胞(C2C12)による実験の結果、培地中のアルギニンあるいは/およびリジンを欠乏させると、Cat-1のmRNA発現量は増加するが、Cat-2のmRNA発現量は変化しない。培地中のアルギニンが欠乏から常法（DMEM）の4倍濃度（×0, ×1/100, ×1, ×2, ×4）の培地で24時間培養すると、CAT-2 mRNAの発現量は変化しなかったが、NOS1 mRNA発現量は×0に対して×1, ×2, ×4で増加し、MYH1およびMYH7では発現量に変化がなかったが、MYH2は×1/100に対して×1, ×2で低く、MYH4は×0に対して×1, ×2, ×4で増加した。計画していたNO合成阻害物質（L-NAME）を用いた実験および、PGC-1α発現を促進および抑制する実験を実施した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者が2018年から2020年にかけて、産前休業および育児休業を2度取得したため、事業期間の延長を行い令和4年度までに変更し、研究実施計画を変更した。また復職後にはコロナウィルス蔓延防止に関係した出勤の制限により、培養実験が実施できない期間があったため、最終年度に培養細胞実験を実施することになったが、事業期間内に研究をおえられるよう実験は進んでいる。研究の初期段階で実施した動物飼養実験のサンプルの分析およびデータの解析は終了し、培養細胞実験による検討を進めている。研究の目的を達成するため、NO合成阻害物質（L-NAME）を用いた実験および、PGC-1α発現を促進および抑制する実験については、さらに実験の条件検討を実施する。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、培養骨格筋細胞を用いて、IGF-Iやグルココルチコイドを添加する実験、NO合成阻害物質を用いた実験、PGC-1α発現を促進および抑制する実験を進めるが、目的としている実験条件を満たせるように、実験条件の検討をおこなう。動物飼養実験と培養骨格筋細胞の実験の結果から、Cat-2発現量やNO産生、筋線維型に及ぼす影響およびその機構を検討し、骨格筋細胞のCat-2発現と筋繊維型についてあきらかにする。

Causes of Carryover

令和２年10月から令和３年４月まで産前休業および育児休業を取得していたため実験が先送りとなっている。令和3年４月から復職し、実験を進めているが、一部コロナウィルス蔓延防止に関係した出勤の制限により、培養細胞実験を最終年度に実施することになり、実験およびその分析にかかる資材の予算額をくりこすこととなった。