2023 Fiscal Year Research-status Report
食材ポリアセチレン化合物による肝細胞エネルギー代謝制御機構の統合的解析
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21K02134
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
吉田 潤 岩手医科大学, 教養教育センター, 講師 (20611007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 賢一 岩手大学, 農学部, 教授 (30344625)
伊藤 芳明 岩手大学, 農学部, 教授 (50312517)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | Falcarindiol / 機能性物質 / GSK-3β / インスリン / 糖新生 / セリ科植物 / ウコギ科植物 / ポリアセチレン化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はカルシウム感受性の遺伝子変異酵母株の生育回復活性を活性の指標とする薬剤スクリーニング系を用いて得られた食材由来の生物活性物質の新たな機能性に関する研究である。特にセリやミツバ等のセリ科の野菜やウド等のウコギ科の山菜に含まれるポリアセチレン化合物であるファルカリンジオール類の糖代謝を中心としたエネルギー代謝制御機構の分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。
食材含有ポリアセチレン化合物のエネルギー代謝制御機構の作用機序を細胞レベルで明らかにするために、肝臓由来細胞株にファルカリンジオール類を作用させ、インスリンシグナル伝達経路、栄養応答シグナル伝達経路、及びタンパク質合成経路への影響を解析した。ファルカリンジオール類はラット肝臓由来細胞株においてタンパク質合成とオートファジーを調節するタンパク質複合体の活性制御に関わるタンパク質群のリン酸化レベルを増加させ、その下流のタンパク質リン酸化酵素を活性化する可能性が示唆された。現在ファルカリンジオール類の直接的な結合タンパク質を解析中である。一方で、ファルカリンジオール類はラット肝臓由来細胞株においてインスリンシグナル伝達経路の下流に位置する転写因子のタンパク質量を減少させ、糖新生律速酵素の遺伝子発現量に作用する可能性が示唆された。また、ウコギ科山菜の抽出物に遺伝子変異酵母株の生育回復活性が認められたことから、ウコギ科山菜の様々な部位について各種溶剤抽出し、疎水性の高い化合物に着目して活性物質の解析した。これらの結果から、食材に含まれるポリアセチレン化合物の細胞内のエネルギーレベルや栄養要因を感知するシグナル伝達経路、及びタンパク質合成系への影響の一部が明らかにされた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
岩手県の森林等から食経験のあるウコギ科植物を採集し、植物部位ごとにヘキサン抽出とメタノール抽出して肝臓由来細胞株における糖新生抑制活性を測定し、肝臓由来細胞株における栄養応答シグナル経路との関連性を検討中である。また、食材含有ポリアセチレン化合物ファルカリンジオール類の糖代謝の制御因子に対する作用機序を肝臓由来細胞株を用いて解析し、インスリンシグナル伝達経路の下流に位置する転写因子のタンパク質発現量に対する影響を解析中である。ファルカリンジオールはタンパク質合成やオートファジーに関するタンパク質複合体のリン酸化レベルを変動させ、その下流のシグナル伝達経路に影響することが示唆された。この生物活性の直接的な標的分子についてヒト培養細胞を用いて解析し、糖新生律速酵素の転写因子群のタンパク質分解との関係を検討中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
食材ポリアセチレン化合物の結合タンパク質について培養細胞を用いて解析し、その結合タンパク質と代謝調節機構との関係をより具体的に明らかにしていく。また、GSK-3β活性を阻害する化合物は中性脂肪合成を活性化することが示唆されているため、食材由来のポリアセチレン化合物のグリコーゲン合成促進作用と脂肪蓄積作用をヒト肝がん由来細胞株を用いて評価する。また、ウコギ科山菜のヘキサン抽出物に遺伝子変異酵母株の生育回復活性が認められたことから、ウコギ科植物の様々な部位についてキサン抽出し、疎水性の高い化合物に着目して単離精製を行う。得られた活性物質について各種プロテインキナーゼの阻害活性や糖新生抑制作用を評価し、食品機能性素材や薬用植物資源としての活用法を検討していく。
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| Causes of Carryover |
これまでの研究結果をまとめて論文投稿するため次年度使用額が生じた。また、引続きヤマウドの花や果実をヘキサン抽出して常法により活性物質を単離精製し、MSによる質量分析とNMRのスペクトル解析にて構造を確認する。この際に使用する有機溶媒とHPLC分析カラム・分取カラムを購入する。得られた化合物をヒト肝がん細胞株に作用させ、グリコーゲンアッセイキットとリピットアッセイキットを用いて細胞内のグリコーゲンと脂肪球を定量する。
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Research Products
(2 results)
