ロイシン摂取による骨格筋mTORC1活性化を促進・抑制する新規制御機構の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11715
• Research Institution: Kawasaki University of Medical Welfare
• Principal Investigator: 神崎 圭太 川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (30637286)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: Sestrin2 / GATOR2 / muscle contraction / leucine

Outline of Annual Research Achievements

2021年度は，筋収縮運動が，ロイシン摂取後に起こるとされる，Sestrin2（ロイシンセンサー）のGATOR2複合体からの解離，およびRagA・BとmTORC1の結合を促進するか否かを明らかにすることを目的とし，実験を行った．
C57BL/6J雄性マウスをコントロール群とロイシン群に分類した（各n=8）．一晩の絶食後，イソフルラン吸引麻酔下において，下腿三頭筋に3秒間の最大収縮を10回×3セット負荷した．反対脚は安静脚として用いた．収縮終了2時間後に，ロイシン群には10 mmol/kg体重のロイシン溶液を，コントロール群には等量の蒸留水を投与した．その30分後に腓腹筋を採取し，分析に供した．
抗Sestrin2抗体を用いた共免疫沈降では，ロイシン摂取と筋収縮のいずれも，Sestrin2に結合するWDR24およびMios（いずれもGATOR2構成タンパク質）の量を低下させないことが観察された．この結果は当初の予測とは異なったため，ラット腓腹筋においても同様の検討を行ったが，マウスと同様に，Sestrin2のGATOR2複合体からの解離はみられなかった．mTORC1とRagA・Bの結合については，mTORC1構成タンパク質である抗Raptor抗体を用いて，現在解析中である．
以上のように，2021年度の研究では，骨格筋においては，Sestrin1とは異なり，Sestrin2はロイシンセンサーとして機能しておらず，筋収縮運動もSestrin2の機能に影響を及ぼさないことを示唆する結果が得られた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Sestrin2とGATOR2複合体の結合状態の解析に時間を要したため，2021年度中に終える予定であったRagA・BとmTORC1の結合状態の解析を終えることができなかった．共免疫沈降法の手技も確立したため，2022年度の早期に解析を終わらせ，2022年度に予定していた研究を進めたい．

Strategy for Future Research Activity

2021年度当初はSestrin2とGATOR2複合体との結合を，抗WDR24（GATOR2構成タンパク質）抗体を用いた共免疫沈降法にて検討する予定であった．しかし，この方法ではSestrin2の検出量が少なかったため，群・脚間の差異を検出できないと判断し，抗Sestrin2抗体を用いる共免疫沈降法を行うこととした．この方法の確立に時間を要したが，不活動や疾患ではSestrinの発現量が低下することが報告されているため，不活動・疾患モデルを用いる2022年度以降の研究にもこの方法を用い，予定通り研究を進めたい．

Causes of Carryover

2021年度は，抗Raptor抗体を用いた共免疫沈降法によるRagA・BとmTORC1の結合状態の解析を終えることができなかった．そのため，次年度使用額が生じた．次年度使用額はこの解析に用いる試薬の購入にあてたい．