2022 Fiscal Year Research-status Report

蛋白アセチル化修飾を標的としたサルコペニア発症機序の解明と治療法開発

Research Project

Project/Area Number	22K06632
Research Institution	Sapporo Medical University
Principal Investigator	細田隆介札幌医科大学, 医学部, 助教 (20749428)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	岩原直敏札幌医科大学, 医学部, 助教 (00613085) 藤谷直樹札幌医科大学, 医学部, 助教 (10374191) 野島伊世里札幌医科大学, 医学部, 研究員 (10827398) 久野篤史札幌医科大学, 医学部, 教授 (30468079) 山田崇史札幌医科大学, 保健医療学部, 准教授 (50583176)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	サルコペニア / SIRT1 / 老化 / オートファジー / 骨格筋
Outline of Annual Research Achievements	加齢に伴う筋萎縮と筋力低下で定義されるサルコペニアの予防は健康寿命の延伸に重要である。NAD+依存性脱アセチル化酵素であるSIRT1は標的蛋白を脱アセチル化して細胞のストレス耐性を高める。申請者は、老齢マウスではサルコペニアに伴いアセチル化蛋白が増加しており、これらはSIRT1活性化薬により抑制されること、そして骨格筋特異的SIRT1ノックアウトマウスはアセチル化蛋白の増加とサルコペニアを呈することを見出した。さらに、サルコペニアの機序として重要なIGF1/mTORC1活性の低下は老齢マウスや骨格筋特異的SIRT1ノックアウトマウスでは見られないのに対し、老齢マウスと骨格筋特異的SIRT1ノックアウトマウスの筋組織で共通のアセチル化蛋白の増加が見られた。従って加齢に伴うSIRT1活性低下による未知の標的蛋白のアセチル化亢進がサルコペニアに寄与する可能性を想起した。本研究の目的は、蛋白アセチル化修飾の観点からサルコペニアの発症機序を解明し、新しい治療法に結びつく知見を得ることである。本年度の研究において老齢マウス、SIRT1活性化薬レスベラトロールを投与した老齢マウス、および骨格筋特異的SIRT1ノックアウトマウスから骨格筋組織を採取した。これらのサンプルを用いて抗アセチル化リジン抗体で免疫沈降して集めたアセチル化蛋白を蛋白質量解析で同定し、老化とSIRT1ノックアウトで共通して増加するアセチル化蛋白を網羅的に調べた。そして、検出された蛋白の中で、1) 検出量が多く、2) 加齢やSIRT1ノックアウトによるアセチル化の変動が大きい蛋白の解析をおこなった。結果として代謝経路に関与する蛋白が老化とSIRT1ノックアウトでアセチル化を受ける可能性を見出した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究計画の予定通り骨格筋において老化とSIRT1ノックアウトで増加するアセチル化蛋白の網羅的解析をおこなうことができたため。
Strategy for Future Research Activity	今後はアセチル化修飾やSIRT1による制御が未知の蛋白を選択して骨格筋萎縮との関連を明らかとしていく。骨格筋萎縮に関与する蛋白を同定したのちに、候補蛋白のアセチル化を受けるリジン残基をグルタミンに置換したアセチル化模倣変異体の発現系を作成する。そしてC2C12筋管細胞を用いて、候補蛋白のノックダウンやアセチル化模倣変異体の発現により筋線維萎縮が起きるか確認をおこなう。
Causes of Carryover	割引やキャンペーンを効率的に利用した結果、当初の計画よりも物品費が抑えられたため残額が生じた。