Molecular mechanism of autophagy-dependent functional defect in sarcopenia : Focusing Rubicon and apelin

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11359
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Sakuma Kunihiro 東京工業大学, リベラルアーツ研究教育院, 教授 (60291176)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: オートファジー / サルコペニア / 骨格筋 / 機能不全 / 加齢 / Rubicon

Outline of Final Research Achievements

Autophagy dysfunction occurs in sarcopenia (age-related muscle weakness). To investigate the mechanism of this dysfunction, we compared autophagy dysfunction markers in young and aged muscles. We also examined it in another model of muscle atrophy, the denervated muscle. The results of this study showed that Rubicon protein expression was upregulated in the aged and denervated muscles compared to the young muscle. Interestingly, TRB3 expression was enhanced only in the aged muscle, while no significant change in expression was observed in the other muscle atrophy model (denervation). In conclusion, Rubicon and TRB3 may be involved in autophagy dysfunction in sarcopenia.

Free Research Field

運動生化学、運動生理学、細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近筋萎縮の分野で注目を浴びているのは、ノーベル医学生理学賞を受賞したオートファジー(自食)という機構である。加齢マウスの大腿四頭筋の筋線維において、オートファジー関連物質 (p62)の免疫活性が異常に亢進していることを以前我々は証明した。本研究の結果から、加齢筋 (サルコペニア)に特徴的なオートファジー機能不全は、RubiconおよびTRB3の蓄積が原因である可能性があることがわかった。Rubiconはオートファジー第3行程で重要な働きをするBeclin-1の働きを、TRB3はオートファジー第1行程で重要な働きをするp62/SQSTM1の働きを、それぞれ阻害する可能性がある。