2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K19478
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
長名 シオン 東北大学, 医工学研究科, 特任助教 (60868131)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / アミノ酸 / プロテアソーム / アミノペプチダーゼ / 筋芽細胞 / 筋分化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
超高齢社会を迎える本国において, サルコペニア(加齢性筋減弱症)や不活動に伴う廃用性筋萎縮症患者の増加が問題となっている. このような健康課題を解決するためにも骨格筋量の調節メカニズムを明らかにすることは重要な課題である. これまでタンパク質分解系であるプロテアソームが骨格筋維持に不可欠であること明らかにしてきたが, その詳細なメカニズムについては不明であった. 本研究ではプロテアソームによるタンパク質分解由来のアミノ酸の再利用性について検討する. これまでの研究成果より, タンパク質分解由来アミノ酸はタンパク質合成には再利用されない可能性が明らかとなった. そこで分解由来ペプチドを処理するアミノペプチダーゼの働きに着目することとした. その結果, 筋芽細胞におけるアミノ酸飢餓ストレスやプロテアソーム阻害, オートファジー阻害は種々のアミノペプチダーゼ遺伝子発現を変動させることを明らかにした. 興味深いことにそれぞれの上記3つの条件間で変動するアミノペプチダーゼ遺伝子は異なっており, 依存的な制御機構の存在が考えられる. 例えば, プロテアソームとアミノペプチダーゼXは密接な関係があるなどである. これらの結果は細胞内におけるタンパク質・アミノ酸代謝の維持にアミノペプチダーゼが寄与する可能性を示唆する. さらに網羅的なアミノペプチダーゼ遺伝子発現抑制実験の結果, 筋芽細胞の正常な筋分化に必須となるアミノペプチダーゼ分子を7つ同定した. 今後はアミノペプチダーゼに焦点を当てたアミノ酸リサイクル機構の解明に向けて取り組みたいと考えている.
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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
筋芽細胞におけるタンパク質代謝の変動がアミノペプチダーゼに与える影響を明らかにすることができ, アミノペプチダーゼによる代謝制御機構の存在を示唆することができた. 加えて, 網羅的なアミノペプチダーゼ発現抑制が筋分化に与える影響も解明することができたことから, おおむね順調に進展していると考えている.
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は, これまでの研究成果をまとめ上げるための実験を遂行する予定である. プロテアソームとアミノペプチダーゼの相互作用に関する分子メカニズムや, アミノペプチダーゼによる細胞内代謝制御メカニズムなど追求したいと考えている. これらの実験成果からタンパク質・アミノ酸代謝制御による骨格筋維持機構の解明につなげていきたい.
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| Causes of Carryover |
他の競争的資金の獲得により試薬等の購入費用に差が生じた. 翌年度の予算は, これまで明らかにすることができた成果の分子メカニズムを解明するため使用する. 特に新しい研究領域への発展が期待されることから多くの試薬等の購入が必要となる見込みである.
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Reduced PHOX2B stability causes axonal growth impairment in motor neurons with TARDBP mutations2021
Author(s)
Mitsuzawa S, Suzuki N, Akiyama T, Ishikawa M, Sone T, Kawada J, Funayama R, Shirota M, Mitsuhashi H, Morimoto S, Ikeda K, Shijo T, Ohno A, Nakamura N, Ono H, Ono R, Osana S, Nakagawa T, Nishiyama A, Izumi R, Kaneda S, Ikeuchi Y, Nakayama K, Fujii T, Warita H, Okano H, Aoki M
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Journal Title
Stem Cell Reports
Volume: 16
Pages: 1527～1541
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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