2022 Fiscal Year Research-status Report
転写因子MXL-3による酸化ストレス応答と栄養シグナルの統合機構の解明
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20K11630
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
安田 佳代 東海大学, 健康学部, 講師 (90822734)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮沢 正樹 東海大学, 健康学部, 講師 (10554818)
石井 恭正 東海大学, 医学部, 准教授 (20548680)
石井 直明 東海大学, 健康学部, 教授 (60096196) [Withdrawn]
簗瀬 澄乃 大東文化大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (90249061)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | C. elegans / 酸化ストレス / 栄養シグナル / 脂質代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モデル生物である線虫の一種C. elegansにおいて、転写因子MXL-3は栄養状態によって脂肪代謝に関わっていることが報告されている。一方で、我々は低線量の放射線による酸化ストレス負荷によってmxl-3の発現が上昇し、抗酸化作用や脂肪酸合成・分解の均衡に関っていることを見出している。そこで、本研究ではMXL-3転写因子を介した酸化ストレス応答と栄養シグナル応答との関わりを調べることを目的としている。本年度は昨年度に引き続き（１）MXL-3の発現が酸化ストレスに起因するものかを検討するとともに（２）栄養シグナルと酸化ストレスの関連性について解析を進めた。
MXL-3の亢進がストレス種に依存性があるかどうかを検討において、パラコートによる酸化ストレス負荷および高グルコース食による負荷でmxl-3の発現量の検討をおこなった。その結果、両者ともmxl-3発現量が上昇することが確認された。現在、mxl-3の発現量の上昇が、グルコース負荷により活性酸素が過剰に産生され、酸化ストレスが上昇したことに起因しているのか検討を行っている。一方、酸化ストレス時のMXL-3の亢進には転写因子SKN-1の相互作用が報告されているが、グルコース負荷時のSKN-1との関連性が不明であるため、現在グルコース負荷時のskn-1の発現量を解析している。
次に、栄養シグナルの主経路であるインスリンシグナルとmxl-3の関連性を調べるため、インスリンシグナル下流の転写因子daf-16とmxl-3の二重変異体を作出した。それらの変異体を用いて寿命解析を行ったところ、通常栄養下において、daf-16はmxl-3の寿命延長効果を消失させた。このことはmxl-3の寿命延長効果にはdaf-16が必須であることを示す新規な知見が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初年度のコロナの影響による遅れが響いている状況である。また過剰発現体作成のためのインジェクションも難航している。
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| Strategy for Future Research Activity |
mxl-3が酸化ストレスおよびグルコースの両方のストレスにおいて発現が上昇することが確認された。今後はグルコース負荷により酸化ストレスが亢進し、グルコース負荷時に発現が上昇しているのかどうかを確認しするため、グルコース負荷による活性酸素量の解析、およびSKN-1の相互作用の関連性の解析を行う。
また、MXL-3はグルコース負荷による脂質代謝にも関与していると報告があることから、脂質染色法を試みたが個体差の影響が大きいため、ホモジネイト法も試みる必要性が生じている。両者の方法を検討後、グルコース投与時にskn-1をノックダウンさせ脂質の蓄積量を解析し、MXL-3とSKN-1およびグルコース負荷時の脂質代謝の関連性を解明する予定である。
次に、栄養シグナルの主経路であるインスリンシグナルとMXL-3の関連性を解明するため、インスリンシグナルdaf-16とmxl-3変異体の二重変異体にて脂肪の蓄積量および酸化ストレス負荷時の寿命の解析を行う。さらにMXL-3がグルコースの取り込みに関与しているかどうか遺伝子発現動態で検討する予定である。
これまでの遺伝子機能欠損による解析とともに、MXL-3の機能亢進における解析も行う必要があるため、過剰発現モデル動物作成を試みている。しかしながら、mxl-3遺伝子とともにマーカー遺伝子を導入したが、マーカーの表現型は得られたものの、MXL-3の過剰発現体が得られなかった。今後は導入遺伝子の濃度の条件を検討し、MXL-3の過剰発現体の作出をめざす予定である。
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| Causes of Carryover |
初年度のコロナの影響により、研究活動を1年近く中断したことにより遅れが生じ、期間を延長せざるを得なない状況であった。
今年度は代謝および遺伝子発現解析を中心に行うため、それに伴う関連試薬およびプラスチック消耗品、動物飼育関連試薬を購入する予定である。
また、ノックダウン解析に伴うクローンおよび変異体の購入する予定である。
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