2021 Fiscal Year Research-status Report
ストレス応答分子HO-1を介した新規抗筋萎縮シグナルの解明
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20K19639
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
内田 貴之 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (00803561)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 筋萎縮 / HO-1 / 鉄代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者はこれまでに、ミトコンドリアの機能(エネルギー代謝)異常や鉄代謝異常、および酸化ストレスが筋萎縮を誘導することを明らかにしてきた。これらの因子は相互作用して筋萎縮を誘導すると考えられてきたが、どのように協調して筋萎縮が誘導されるかは不明な点が多かった。そこで研究代表者は、これらの相互作用を制御する因子としてヘム酸素添加酵素(HO-1)に着目した。生体内においてHO-1は、酸化ストレスなど種々のストレス環境に応じて発現誘導され、抗酸化作用・エネルギー代謝改善作用を示すことが報告されている。このため、萎縮環境での酸化ストレス・鉄・エネルギー代謝の異常にはHO-1が関与していると考えられる。そこで本研究では、HO-1が萎縮筋における酸化ストレス・鉄・エネルギー代謝異常に中心的な役割を担っているかどうかを検証する。
本年度は、昨年度に引き続きHO-1ノックダウン細胞で、および筋萎縮モデルでのミトコンドリアの機能性評価・エネルギー代謝・筋萎縮抑制効果について検討を行った。また、さらに筋細胞内の鉄量を鉄キレート剤で低下、あるいは増加させたときのHO-1の役割についても解析を行った。
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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
本年度は前年度に引き続き、HO-1をノックダウンした筋細胞でのエネルギー代謝・筋タンパク質動態と筋萎縮モデルでの解析、そしてそれらと鉄代謝の関連性の解明を進めた。さらに、細胞内鉄を増減、およびHO-1をノックダウンした際のミトコンドリア機能・形態変化についても解析を行った。本年度の解析から、HO-1がミトコンドリア機能の一部を制御していることが示唆された。これらを総合的に判断して「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度では、培養細胞系を用いたHO-1と鉄・エネルギー代謝制御の関連性の解析を行う。この解析では、引き続きsiRNAを用いたHO-1ノックダウンの実験系と、食品由来成分によるHO-1の発現増強による筋細胞内鉄・エネルギー代謝の変化の解析、および微小重力環境などの筋萎縮モデルへの影響を解析していく予定である。同時に、マウスへの鉄付加食摂餌によるHO-1の活性変化や、鉄付加食による尾部懸垂誘導性筋萎縮モデルへの影響についても解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
R3年度で解析を予定していたマウス実験を延期したため、次年度使用額が生じた。翌年度分として請求した研究費と合わせて、関連試薬・費用で使用予定である。
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[Journal Article] All-trans retinoic acid changes muscle fiber type via increasing GADD34 dependent on MAPK signal2022
Author(s)
Yuichiro Adachi, Masashi Masuda, Iori Sakakibara, Takayuki Uchida, Yuki Niida, Yuki Mori, Yuki Kamei, Yosuke Okumura, Hirokazu Ohminami, Kohta Ohnishi, Hisami Okumura, Takeshi Nikawa and Yutaka Taketani
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Journal Title
Life Science Alliance
Volume: 5
Pages: e202101345
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Oral intake of rice overexpressing ubiquitin ligase inhibitory pentapeptide prevents atrophy in denervated skeletal muscle2021
Author(s)
Nakao R, Shen W, Shimajiri Y, Kainou K, Sato Y, Ulla A, Ohnishi K, Ninomiya M, Ohno A, Uchida T, Tanaka M, Akama K, Matsui T, Nikawa T.
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Journal Title
NPJ Sci Food
Volume: 5
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] MuRF1 deficiency prevents age-related fat weight gain, possibly through accumulation of PDK4 in skeletal muscle mitochondria in older mice2021
Author(s)
Sugiura K, Hirasaka K, Maeda T, Uchida T, Kishimoto K, Oarada M, Labeit S, Ulla A, Sakakibara I, Nakao R, Sairyo K, Nikawa T.
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Journal Title
J Orthop Res
Volume: 40
Pages: 1026-1038
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes2021
Author(s)
Ulla A, Uchida T, Miki Y, Sugiura K, Higashitani A, Kobayashi T, Ohno A, Nakao R, Hirasaka K, Sakakibara I, Nikawa T.
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Journal Title
Arch Biochem Biophys
Volume: 704
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Crystal structure of inhibitor-bound human MSPL that can activate high pathogenic avian influenza2021
Author(s)
Ohno A, Maita N, Tabata T, Nagano H, Arita K, Ariyoshi M, Uchida T, Nakao R, Ulla A, Sugiura K, Kishimoto K, Teshima-Kondo S, Okumura Y, Nikawa T.
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Journal Title
Life Sci Alliance
Volume: 4
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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