2013 Fiscal Year Research-status Report
エネルギー代謝が及ぼすストレス応答と骨格筋代謝とのネットワーク解明
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25850142
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
長阪 玲子 東京海洋大学, 海洋科学技術研究科, 助教 (90444132)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ストレス応答 / 筋代謝 / エネルギー代謝 |
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| Research Abstract |
近年生育中の養殖魚の外部・内部環境が水揚げ後に商品となる骨格筋の質を左右することが分かりつつあるが，その詳細なメカニズムは明らかになっていない．本研究では特にエネルギー代謝および骨格筋代謝に着目し，エネルギー代謝がストレス応答に及ぼす影響とこれらによる骨格筋代謝への関与を明らかにすることを目的とした．
今年度はエネルギー代謝が骨格筋の合成・分解系に及ぼす影響を明らかにするために，ペプチドーム解析を行った．各プロテアーゼの基質特異性を確認するために，タンパク質のモデルとしてウシ血清アルブミン (Bovine serum albumin; BSA) を用い，BSAを5つのプロテアーゼで消化したときの各プロテアーゼの基質特異性を確認した．また，エネルギー代謝の異なる状態として，飽食給餌および絶食給餌をしたゼブラフィッシュをサンプルとし，各プロテアーゼの基質特異性を参考に筋組織タンパク質の分解に関与したプロテアーゼを推定した．さらに飽食給餌によりゼブラフィッシュ筋肉中のオートファジーは抑制され，タンパク質合成系が促進されていることを明らかにした．また，ストレス応答が及ぼす筋代謝への影響を検討し，グルココルチコイドのアゴニストを用いたストレスモデル実験および空気暴露によるストレス実験の結果から，ストレス応答が筋代謝および細胞外マトリックスの分解に関与することを示唆した．また，エネルギー代謝の差異が筋代謝に及ぼす影響を検討するために，飽食給餌および絶食給餌のゼブラフィッシュを用いて筋代謝関連因子のタンパク質発現量を測定した．その結果，筋肥大抑制因子の活性化が抑制されたが，筋分化調節因子のタンパク質発現量は栄養状態による有意な差は見られなかった．
今後はエネルギー代謝亢進作用のある米由来成分による筋代謝への影響を検討するとともに，エネルギー代謝の差異がストレス応答および筋代謝に及ぼす影響を詳細に検討する．
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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
本年度計画をしていた骨格筋代謝タンパク質の同化・異化バランスの評価方法の確立については，ペプチドーム解析を用いることによりプロテアーゼの基質特異性の確認を行い，本方法による評価が可能であることを確認した．また，異なる栄養状態におけるゼブラフィッシュ体内で働くプロテアーゼの推定を行った．さらに，魚類はストレス状況下に慣れてしまう習性があるという背景を踏まえ，次年度以降の検討に向けてストレス指標の測定法の確立を早急に行う必要があったため，次年度に予定していたストレス応答が及ぼす筋代謝への影響について前倒しで検討を行った．具体的には，ストレスモデル実験および空気暴露によるストレス実験を行い，空気暴露がストレスになりうること，ストレス応答が魚類でも筋代謝および細胞外マトリックスの分解に影響を及ぼすことを明らかにした．これにより次年度以降の研究の順調な進展が期待される．また，エネルギー代謝の改変による骨格筋代謝への影響については飽食飼育，絶食飼育が筋代謝に影響を及ぼし，筋肥大抑制因子に影響を与えることを確認した．しかし，予定していた餌によるエネルギー代謝改変による筋代謝への影響の検討については次年度に持ち越したことから，おおむね順調に進展しているとの判断に至った．
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| Strategy for Future Research Activity |
魚類においても生育中のエネルギー代謝によりストレス応答に変化を引き起こし，骨格筋の状態を制御している可能性があることから，来年度以降は生育時における種々の生体応答，特にエネルギー代謝による骨格筋代謝への関与を明らかにすることを目的とする．具体的にはエネルギー代謝亢進作用のある米由来成分含有飼料を給餌した供試魚やエネルギー代謝の異なる状態の供試魚を用いて，ストレス環境下でのIGF/PI3K/TOR経路関連因子のmRNA量やタンパク質発現量およびリン酸化レベルを本年度同様測定する．さらにこの際のストレスマーカーを評価することでエネルギー代謝の違いによるストレス応答の変化を検討する．また，致死後の骨格筋との関連をタンパク質分解酵素，骨格筋量調節因子について遺伝子レベル，タンパク質レベルで測定することにより明らかにする．また，エネルギー代謝の改変が骨格筋の同化・異化バランスに及ぼす影響を明らかにするため，本年度推定した筋組織タンパク質の分解に関与したプロテアーゼがどういった筋組織タンパク質を分解しているかペプチドーム解析を用いて検討を行う．
これらにより生育中に引き起こされる生体応答による骨格筋代謝への影響をエネルギー代謝の側面から制御することが可能になり，可食部位である骨格筋の品質向上および生産効率向上のための基礎的知見を蓄積できる．
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[Journal Article] Differences in lipid distribution and expression of peroxisome proliferator-activated receptor gamma and lipoprotein lipase genes in torafugu and red seabream2013
Author(s)
Gen Kaneko, Toshihiro Yamada, Yuna Han, Yuki Hirano, Anurak Khieokhajonkhet, Hirohito Shirakami, Reiko Nagasaka, Hidehiro Kondo, Ikuo Hirono, Hideki Ushio, Shugo Watabe
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Journal Title
General and Comparative Endocrinology
Volume: 184
Pages: 51-60
DOI
Peer Reviewed
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