2016 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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| 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, 学術研究院, 助教 (90444132)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ストレス応答 / 筋代謝 / エネルギー代謝 / 魚類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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．本研究では生育中のエネルギー代謝がストレス応答に及ぼす影響と，骨格筋代謝への関与を明らかにすることを目的とした．米由来成分であるオリザノールは魚類における脂質・糖質代謝の亢進作用やマウスにおけるストレス緩和作用を有することから，養殖魚の品質改善に有効であると考えられる．前年度までに魚類において生育中のエネルギー代謝の違いがストレス応答に変化を引き起こし，食品としての劣化を抑制することを明らかにした．そこで本年度はこれらの変化が骨格筋代謝へ及ぼす影響を検討した．具体的には昨年度同様，餌によるエネルギー代謝改変を行い，エネルギー代謝の異なる状態のニジマスを用いて，ストレス環境下でのIGF/PI3K/TOR経路関連因子のmRNA量を測定した．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で検討した．
その結果，オリザノール配合飼料給餌によりストレス応答性ホルモンのコルチゾールレベルが低下したと同時に，タンパク質分解酵素のカルパインのmRNA発現量が増加し，同時にカルパイン内在性阻害タンパク質であるカルパスタチンのmRNA発現量も増加した．これまでに明らかにした飽食飼育時と同様に，オリザノール給餌ではタンパク質の合成だけでなく，定常的な分解も盛んに行われていることが示唆され，体内のエネルギー代謝が改変されたことを確認した．筋代謝に関与するIGF-1 mRNA発現量はストレスにより増大したが，オリザノール投与によってコントロールレベルまで低下した．栄養感知やストレス応答に関与するTORも同様の変動をしたことから，生育中のエネルギー代謝がストレス応答を通じ筋肉の同化異化バランスにも関与することが示唆された．
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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
昨年度は産業上有用魚種であるニジマスについて，餌によってエネルギー代謝を変えることでストレスが緩和されることを明らかにした．そこで本年度は飼料によるエネルギー代謝改変による骨格筋代謝への影響について検討した．昨年度と同様に，ニジマスに代謝促進作用のあるオリザノールを含有した餌を給餌することによって，エネルギー代謝が改変した．エネルギー代謝の改変は慢性的ストレスに対するストレス応答だけでなく，ストレス応答の違いが骨格筋代謝の差異をもたらすことを明らかにした．代謝改変作用のあるオリザノールの給餌による生育中のエネルギー代謝の変化が，体内のタンパク質の合成だけでなく，定常的な分解も促進し，タンパク質の同化異化が盛んに行われていることを確認した．また，生育中のエネルギー代謝の改変により，骨格筋代謝に影響を及ぼすことが明らかになった．これにより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メカニズムとして，生育中のエネルギー代謝がストレス応答および骨格筋代謝を変化させ，食品としての魚肉の品質に影響する可能性が示唆された．当初予定していた生育中のエネルギー代謝やストレス応答といった生体応答と骨格筋代謝とのネットワークについての詳細なメカニズムについての考察は来年度に持ち越した．
産休を取得したため年度途中までであるが，中断までは予定通りの成果があったと判断し，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が変わることによりストレス応答に変化を引き起こし，さらにエネルギー代謝の改変が食品としての品質劣化の改善に関与することが明らかになったことから，今年度はこれらの変化による骨格筋代謝制御へ及ぼす影響を明らかにした．その結果，生育中のエネルギー代謝の違いがタンパク質の同化異化サイクルを活発にしているだけではなく，骨格筋の代謝を左右することが水揚げ後に商品となる致死後の筋肉の品質に関与することが示唆された．そこで最終年度ではこれらエネルギー代謝，ストレス応答および骨格筋代謝のネットワークについて詳細な検討を行う．具体的にはゼブラフィッシュを用いて生育中のエネルギー代謝の差異がストレス応答および骨格筋代謝にもたらす作用についてLC/MS-MSによる網羅的解析や，それぞれのシグナル伝達経路の核となる因子について遺伝子レベル，タンパク質レベルで発現量の解析を行う．これらにより生育中のエネルギー代謝やストレス応答といった生体応答と骨格筋代謝とのネットワークについて考察する．
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| Causes of Carryover |
出産のため産前・産後休暇および育児休暇の取得により事業を一時中断したことから次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
１年以内に復帰し．事業を再開する予定である．最終年度の延長により28年度に行えなかった実験を再開したと同時に始め，引き続き事業を行うことで交付額を使用予定である．
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Research Products
(2 results)
