Elucidation of Aging Regulatory Mechanisms in Mesenchymal Tissues of Metallothionein Knockout mice.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11732
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: Kadota Yoshito 徳島文理大学, 薬学部, 助教 (60461365)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: メタロチオネイン / メタボローム / 老化 / カルニチン / トリメチルリジン / 寿命

Outline of Final Research Achievements

Metallothionein gene knockout (MTKO) mice show shorter lifespans than wild-type (WT) mice. In this study, we aimed to investigate how MT gene deficiency accelerates aging. We performed comparative metabolomic analyses of plasma between MTKO and WT male mice at middle age and advanced age using liquid chromatography with time-of-flight mass spectrometry (LC-TOF-MS). The concentration of trimethyl-L-lysine (TML), which is a metabolic intermediate in carnitine biosynthesis, was consistently higher in the plasma of MTKO mice compared to that of WT mice at middle and advanced age. Quantitative reverse transcription PCR (RT-PCR) analysis revealed remarkably lower mRNA levels of Tmlhe, which encodes TML dioxygenase, in the liver and kidney of male MTKO mice compared to that of WT mice. L-carnitine is closely related to aging. Our results suggest that reduced carnitine biosynthesis capacity in MTKO mice compared to WT mice led to a shorter lifespans.

Free Research Field

栄養学および健康科学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

MTKOマウスの寿命短縮の一要因として、カルニチンの代謝異常が考えられた。カルニチンは、食事あるいは生体内で合成され、ミトコンドリアにおける長鎖脂肪酸代謝に必須であり、ミトコンドリアの保護効果も有する。近年カルニチンは、不妊治療、がんや心不全に対する臨床研究にも用いられ、注目されている。カルニチンの寿命延伸効果は容易に想像できるが、哺乳動物でそれを証明した研究は未だにない。またカルニチン合成に関与する遺伝子Tmlheの発現低下はほとんど報告例がなく、カルニチン合成経路の制御系が解明されれば、ヒトの（健康）寿命延伸に貢献できると考えられる。その基礎となる本研究における発見は、社会的意義が大きい。