2019 Fiscal Year Research-status Report

加齢によるリソソーム機能破綻が骨格筋に及ぼす影響の解明とその制御法の開発

Research Project

Project/Area Number	18K17953
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	水之江雄平筑波大学, 医学医療系, 研究員 (80803569)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	リソソーム / オートファジー / コレステロール / 骨格筋
Outline of Annual Research Achievements	オートファジーは異常なたんぱく質や細胞内小器官を分解することで細胞の恒常性を維持する機構で、その分解機構の中心に『リソソーム』が存在する。申請者らは、代謝性疾患や老化でリソソーム内加水分解酵素カテプシンL（CTSL）の機能異常が見られること、それに伴うオートファジー分解低下により異常ミトコンドリアが蓄積することを見出している。そこで本研究では、『CTSL低下によるリソソーム機能異常が代謝性疾患・老化の病態発症起点となっている』という仮説をたて検証を行っている。すでに代謝性疾患モデルとして、コレステロール合成律速酵素である3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGCR)を骨格筋特異的にノックアウトとしたマウスを用いた解析を行い、筋線維内でオートファジー異常が生じることを見出している。そこで、これら代謝疾患モデルマウスのより詳細な解析を行うため、時期特異的・骨格筋特異的なHMGCRノックアウトマウスを導入し、HMGCRのノックアウトがオートファジー・リソソーム機能障害の解析を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 時期特異的・骨格筋特異的なHMGCRノックアウトマウスを導入し、HMGCRのノックアウトがオートファジー・リソソーム機能障害の解析を行った。その結果、時期特異的にHMGCRを骨格筋でノックアウトすると、オートファジーマーカーであるLC3が顕著に増加すること、またオートファジーの分解マーカーであるp62タンパク質が顕著に蓄積することを見出した。このことからコレステロール代謝異常はオートファジーに異常を引き起こすことが明らかとなった。
Strategy for Future Research Activity	リソソーム機能異常が代謝性疾患や老化に与える影響を解析するため、今後は加齢モデルマウスにおけるリソソーム機能およびオートファジー変化を骨格筋を用いて解析を行う。またこれまでに得られているコレステロール代謝異常がリソソーム機能に与える影響についても解析を行うため、コレステロール合成律速酵素である3-hydroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMGCR)を骨格筋特異的にノックアウトとしたマウスの詳細な解析も行う。
Causes of Carryover	物品の調達が予定よりも安価にできたため、ごく僅か残金が生じた。当年度に生じた未使用額は次年度の物品購入費（分子生物学実験に用いる試薬購入）に使用する予定である。