2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K11072
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
原 伸正 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 講師 (20284028)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | NAD+代謝 / ニコチンアミドホスホリボシルトランスフェラーゼ / ポリ（ADP-リボース)ポリメラーゼ / サーチュイン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢性疾患がさまざまな臓器のNAD+ レベルの減少と関連し、NAD+ レベルを増加させ、長寿に関わるとされるNAD+ 依存性脱アセチル化酵素サーチュイン（SIRT）を活性化することがこれら疾患の予防および治療に有益であると考えられている。そのため細胞内NAD+ 濃度（[NAD+]）制御の機序解明は重要である。本研究では、NAD+ 合成・分解酵素活性、NAD+ 合成・分解速度、[NAD+]の階層でのトランスオミクス解析を行い、[NAD+]調節におけるNAD+ 合成・分解酵素の関与を定量的に解析し、[NAD+]の調節機序を明らかにすることを目的とする。
平成30年度までに、細胞の由来が異なっても[NAD+]は比較的一定に保たれること、NAD+合成の律速酵素Nampt酵素活性の高低に関わらずNAD+合成速度および[NAD+]は狭い範囲に保たれること、合成速度と分解速度はつり合うことを明らかにしている。さらにNampt の発現を強制的に増加させても、NAD+ 合成速度は比例して増加せず、分解速度も同程度に増加すること、結果として[NAD+]は顕著に増加しない、即ちNAD+合成と分解は緊密な連関があることを明らかにした。しかしこの連関のメカニズムは、PARP-1、 PARP-2、 SIRT1がNAD+分解酵素候補として提唱されてはいるものの、それらの関与が直接証明されていないため不明であった。
令和元年度は、遺伝子編集によりこれら酵素をもたない細胞を作成し、NAD+ 合成・分解速度、[NAD+]の階層でのトランスオミクス解析を行った。いずれの候補もNAD+分解に有意に関与せず、合成速度にも[NAD+]にも影響を与えないことが明らかとなった。今後のNAD+分解酵素の同定が、[NAD+]を増加させSIRTを活性化すること、従って加齢性疾患の予防および治療につながるものと期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたNAD+ 合成の律速酵素であるNamptの発現量を強制的に増加させた細胞におけるNampt活性、NAD+ 合成・分解速度、[NAD+]の定量はすでに昨年度実施し、一定のデータを得ることができた。一方でNAD+分解酵素の活性は測定に至らず令和元年度に持ち越しとなっていた。当初、文献に従いNAD+分解酵素としてPARP-1を想定していたが、予想に反して、本酵素の発現をなくしたノックアウト細胞において野生型細胞と変わらないNAD+分解が生じることを初めて見出した。さらにPARP-2、SIRT1遺伝子ノックアウト細胞においてもNAD+分解が有意に低下しないことを見出し、これら酵素のNAD+分解への関与を否定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度では、未知のNAD+分解酵素を同定する。続いて誘導発現系、RNA干渉法および遺伝子編集により本酵素の発現を段階的に増減させた細胞を作成し、そこでNAD+分解酵素活性、NAD+分解速度、細胞内NAD+ 濃度（[NAD+]）の相関を解析する。さらにNamptとNAD+分解酵素の発現を変動させた細胞において、SIRTの代表的な標的タンパク質であるPGC1αおよびヒストンのアセチル化レベルを測定し、これら酵素の発現レベルのSIRT酵素活性に及ぼす効果を解析する。
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| Causes of Carryover |
（状況）
購入予定試薬が価格改定したため残額では購入できなかった。
（使用計画）
次年度経費に組込み、予定試薬を購入する。
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Research Products
(1 results)
