2021 Fiscal Year Research-status Report
定常状態下の細胞でNAD+を分解している酵素の同定とNAD+濃度調節機構の解明
| Project/Area Number |
21K11696
|
|---|
| Research Institution | Shimane University |
|---|
Principal Investigator |
原 伸正 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 講師 (20284028)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | NAD+代謝 / ポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ / サーチュイン / 老化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
年齢が高くなるほど認知症、ガン、動脈硬化、糖尿病などの病気を持つ人が多くなる。これら加齢性疾患がさまざまな臓器のNAD+レベルの減少と関連があり、NAD+レベルを増加させ、長寿に関わるとされるNAD+依存性脱アセチル化酵素サーチュイン（SIRT）を活性化することがこれら疾患の予防および治療に有益であると考えられている。定常状態においてNAD+は連続的に合成され分解されているので、NAD+濃度調節機序の理解には、その合成と分解の速度の測定が必須である。定常状態下の細胞における連続的なNAD+の分解を担う酵素は未だに明らかになっていない。本研究では、候補とされる分解酵素の発現を増減させ、NAD+合成・分解速度、NAD+濃度を測定することで、定常状態のNAD+濃度を制御しているNAD+分解酵素を同定し、NAD+濃度調節の機序を明らかにする。
NAD+分解酵素候補として提唱されている酵素にはポリ（ADP-リボース）ポリメラーゼ-1（PARP-1）、 PARP-2、 他のPARPアイソザイム、SIRT1、他のSIRTアイソザイム、SARM1、CD38などがある。これまでに遺伝子編集によりPARP-1、PARP-２、SIRT1、SARM1を欠損した細胞を作成し、これらが定常状態のNAD+ 分解に有意に関与しないことを見出している。さらに、本研究で用いる細胞ではCD38遺伝子の発現が極めて少なくこの候補酵素の関与は大きくないと推定されたが、本酵素の関与の確定にはこれを安定的に発現する細胞での検討が必要である。令和3年度では、CD38を安定に発現しかつNAD+分解活性を呈する細胞を取得した。
今後のCD38を含めたNAD+分解酵素の同定により、この酵素を標的にNAD+濃度を増加させSIRTを活性化することが可能となり、従って加齢性疾患の予防および治療につながるものと期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初、文献に従いNAD+分解酵素としてPARP-1を想定していたが、予想に反して、本酵素の発現をなくしたノックアウト細胞において野生型細胞と変わらないNAD+分解が生じることを初めて見出した。さらにPARP-2、SIRT1、SARM1遺伝子ノックアウト細胞においてもNAD+分解が有意に低下しないことを見出し、これら酵素のNAD+分解への関与が否定された。未だNAD+分解を担う酵素を同定できてはいないが、候補酵素を一つずつ検討し除外し、着実にデータを取得してきている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度では、NAD+濃度調節におけるNAD+分解酵素の同定を引き続き行う。昨年度作成したCD38安定発現細胞におけるNAD+分解速度を野生型細胞のものと比較しCD38の関与を確定する。PARP-1、PARP-2以外のPARPアイソザイム、SIRT1以外のSIRTアイソザイムのNAD+分解への関与を同様に解析する。
|
| Causes of Carryover |
購入予定試薬の価格改定のため、残額では購入できなかった。
（使用計画）
次年度経費に組込み、予定試薬を購入する。
|
