2019 Fiscal Year Research-status Report
食品成分によるミトコンドリア増強を介した神経変性疾患予防効果に関する基礎的解析
| Project/Area Number |
18K05542
|
|---|
| Research Institution | Senri Kinran University |
|---|
Principal Investigator |
長井 薫 千里金蘭大学, 生活科学部, 教授 (20340953)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 機能性食品 / 認知症予防 / ミトコンドリア / 酸化ストレス / リン脂質 / 酪酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、食品由来成分として不飽和脂肪酸を含有するリン脂質類と、ヒストン脱アセチル化酵素(Hdac)阻害作用を有する酪酸について、ミトコンドリア増強作用とそれに基づく神経系保護作用に関して検討を行った。
リン脂質については、主に大豆レシチンの代表的な成分であるジリノレオイルホスファチジルコリン(DLPC)を用いて検討を行った。DLPCが神経系細胞であるNeuro2a細胞に対しミトコンドリア増強作用と一酸化窒素(NO)による酸化ストレス抑制効果を有することは観察していたが、本年はその作用機序の可能性としてミトコンドリア増加因子として働くPGC1αに対する作用について検討を行った。その結果、DLPCはPGC1αを核に移行させ、ミトコンドリア増加に働く遺伝子発現を促進することによって、ミトコンドリア増強、酸化ストレス抑制作用を示すことを見出した。
酪酸についてもミトコンドリア増強作用と酸化ストレスからの保護作用についてNeuro2a細胞を用いて検討を行ったところ。どちらの効果についても確認できた。酪酸はHdac阻害作用を有することが知られているので、より基質特異性の高いHdac阻害剤を用いて同様の作用が認められるのか検討を行った。その結果、Hdac1, 3特異的に阻害作用を有するMS275に同様より強いミトコンドリア増強作用と酸化ストレスからの保護作用が確認できた。これは、サブタイプ特異性の低い酪酸がHdac1または3を阻害することで、上記の細胞に対する効果を示していることを強く示唆している。MS275が酪酸よりも強い効果が見られるのは、酪酸は同時に他のHdacも阻害するため、他の作用も同時に起こっている可能性があると考えられる。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
リン脂質類については、今回ミトコンドリア増強作用と神経細胞保護作用の作用機構が何らかの細胞内シグナルを介したPGC1αの核移行を介しているという作用機構の一端を掴むことができた。これはリン脂質処理がミトコンドリア増加に直接結びつくことを見出したものである。酪酸については、種々の特異性の高いHdac阻害剤を用いた酪酸の作用の再現実験から、同様の細胞に対する効果がPGC1αの転写調節に関わるとの報告もあるHdac1,3の阻害を介していることを強く示唆している結果が得られた。つまり、酪酸はミトコンドリア増加因子を転写レベルで発現上昇させていることを強く示唆していることになる。以上の進捗状況から、概ね順調に進展しているとした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
リン脂質類については、今回DLPCがミトコンドリア増殖因子であるPGC1αを細胞質から核へ移行させる作用を示すことを見出した。リン脂質類は、この様な遺伝子発現制御につながる細胞内シグナルとしてプロテインキナーゼCやPPARγの活性化作用などが報告されている。従って、今後はこれらの阻害剤存在下で細胞保護効果を示すか、PGC1αの核移行を抑制できるのかについて着目し、DLPCの保護効果の分子機構についてより詳細に明らかにすることを目指す。
酪酸については、今後はメカニズム解析を行いやすくするため、よりHdacサブタイプ特異性の高いMS275を用いて行う。MS275はHdac1と3ではIC50が異なるため、まずは有効濃度の検討により、細胞保護効果はどちらのHdac阻害を介しているのか同定を行う。その後、MS275処理がPGC1α発現量へどのように影響するか、PGC1αのsiRNA処理がMS275または酪酸による細胞保護効果に影響を与えるかなどの検討から、酪酸によるHdac阻害がPGC1αの発現量を上げ、これがミトコンドリア増強や細胞保護効果の元となっていることを証明することを計画している。
|
| Causes of Carryover |
今年度は年明けからの新型コロナウィルスの問題により、年明け以降の学会出張や実験実施予定に影響が出たため、次年度に使用する分が出ることとなった。
今年度の学会開催状況は不透明なままであるが、一部分析機器(サイトメーター)の故障や実験の進行による新たな試薬(siRNAや細胞内シグナル阻害剤等)の購入の必要性が生じているため、そちらに充てる予定である。
|
