2014 Fiscal Year Annual Research Report
哺乳動物における生体調節因子としての分岐鎖アミノ酸の生理機能
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26292068
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
下村 吉治 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (30162738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北浦 靖之 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (90442954)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分岐鎖アミノ酸 / 分岐鎖αケト酸脱水素酵素キナーゼ / 分岐鎖アミノ酸分解亢進 / コンディショナルノックアウト / 筋肉 / 脂肪組織 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では筋肉特異的にbranched-chain α-ketoacid dehydrogenase kinase (BDK)を欠損させたマウス(BDK-mKOマウス)を作製し、その特徴を解析することを目的とした。ControlマウスとBDK-mKOマウスの各群間において10週齢までの成長曲線及び組織重量に差は認められなかった。従って全組織でBDKをノックアウトした時に確認された発育不良は筋特異的にBDKをノックアウトした場合には起こらないことが判明した。また今回の実験で使用したマウスにおいて、尾懸垂における後肢の抱え込み動作は認められなかったので、筋特異的にBDKをノックアウトしても神経的な異常は起きないことが示唆された。BDK-mKOマウスのBCAA濃度がControlマウスと比較して筋肉(骨格筋及び心筋)で約40%に、血液で約70%に減少した。この結果より、筋肉のBCAA代謝は血液のBCAA濃度に強く影響することが明らかとなった。またBDK-mKOマウスの骨格筋においてアラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルタミンの濃度が増加し、心筋においてアラニンの濃度が増加したが、これはBCAAが分解される際に、アミノ基転移反応により生成されたアミノ酸であると考えられる。BDK-mKOマウスの心筋および骨格筋におけるタンパク質濃度は、コントロールマウスと同じであった。よって、筋中BCAA濃度が著しく低下しても筋タンパク質量を維持する機構がBDK-mKOマウスには作用している可能性が示唆された。一方、翻訳開始因子のサブユニットであるeIF2α量がBDK-mKOマウスにおいてControlマウスと比較し有意に減少したが、この減少が骨格筋におけるタンパク質濃度の維持に関与している可能性が示唆された。
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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
平成26年度の研究において、筋特異的BDK欠損（BDK-mKO）マウスとコントロール（正常）マウスを繁殖・飼育し、10～12週齢のBDK-mKOマウスの基本的特徴を明らかにすることができた。また、これらのマウスを用いて、運動負によるBDK-mKOマウスの反応を解析する研究も進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、BDK-mKOマウスの筋タンパク質合成能（特にmTOR系）を解析し、低BCAA状態における筋タンパク質量維持機構の解明、耐糖能を中心としたグルコース代謝に対するBDK-mKOの影響、運動能力におけるBCAAの機能について解析する予定である。
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[Journal Article] PGC-1α-mediated branched-chain amino acid metabolism in the skeletal muscle.2014
Author(s)
Hatazawa Y, Tadaishi M, Nagaike Y, Morita A, Ogawa Y, Ezaki O, Takai-Igarashi T, Kitaura Y, Shimomura Y, Kamei Y, Miura S.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 9
Pages: e91006
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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