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2015 Fiscal Year Research-status Report

酢酸によるAMPK活性化メカニズムの解明~サルコぺニア予防・改善を目指して~

Research Project

Project/Area Number 26850087
Research InstitutionOkayama Prefectural University

Principal Investigator

吉村 征浩  岡山県立大学, 保健福祉学部, 助教 (60455566)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords酢酸代謝 / 短鎖脂肪酸受容体 / 筋管細胞 / propionyl-CoA synthetase / プロピオン酸代謝
Outline of Annual Research Achievements

本研究は分化誘導したL6筋管細胞において、酢酸によるAMPK活性化のメカニズムを解明することを目的としている。
平成27年度は以下の3点について研究を実施した。(1)L6筋管細胞に発現していたミトコンドリア型AcylCoA synthase short chain member (Acss) 3の遺伝子クローニングおよび酵素学的性質の解析(2)L6筋管細胞において酢酸を介したAMPK活性化が及ぼす最終的な下流反応の探索(3)L6筋管細胞におけるGPR43アゴニスト処理によるAMPKの活性化
(1)については、他のAcssファミリーの中で唯一、酵素学的性質などの詳細が明らかとなっていないAcss3の遺伝子クローニング・発現解析を行い、ACSS3は短鎖脂肪酸のうち、特にプロピオン酸に特異性が高く、発現組織は肝臓と腎臓で高い発現を示すことを見出した。(2)については酢酸処理によりL6筋管細胞におけるGlut4およびミオグロビンの発現がAMPKの活性化、MEF2aの発現上昇および核内移行を介して上昇する可能性を見出した(3)については、GPR43のアゴニスト(10 μM)でL6筋管細胞を処理すると、リン酸化AMPKが増加することがわかり、酢酸によるAMPK活性化の経路に、酢酸代謝に伴うAMPの増加以外にも受容体を介する経路がある可能性を示した。
(1)については、Acss3はプロピオン酸代謝に関与する酵素であり、酢酸代謝にはあまり関与しない酵素である可能性があるが、未だ明らかとなっていなかった高等動物におけるプロピオン酸代謝の律速酵素であるプロピオニルCoA合成酵素を明らかにした可能性がある。(2)については、MEF2aは筋分化を促進する因子であり、酢酸により発現が上昇し、核内移行が引き起こされるという知見は、酢酸が筋分化を促し、筋線維数の維持に役立つ可能性を示しており、酢酸がサルコペニアの予防効果を持つ可能性を示唆している。(3)については、酢酸によるAMPK活性化経路にGPR43を介した経路も存在することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成27年度の目的の達成度は60%と評価する。
当初は、分化筋管細胞において内在性GPR43のノックダウンが酢酸のAMPK活性化に影響を及ぼすかを明らかにすることまでが予定であったが、GPR43の発現解析のために必要なWestern Blotで使用することができる抗体が手に入らないため、ノックダウン実験は進まず、GPR43アゴニストによるAMPK活性化の確認にとどまった。しかし、酢酸代謝に重要なACSSファミリーにおいて機能未知なACSS3の酵素学的性質を明らかにでき、ACSS3が現在まで不明なままであった、高等動物におけるプロピオン酸CoA合成酵素の一つである可能性を見出すことができたため。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度の実験により、L6筋管細胞において、GPR43アゴニストにより、AMPKの活性化が起こることがわかった。平成28年度はWestern Blotで使用できるGPR43抗体の作製を試みる。また、引き続き、GPR43をノックダウンした筋管細胞に酢酸またはGPR43のアゴニストを作用させ、AMPKの活性化、glut4発現量およびMEF2aの発現量、核内移行を解析し、酢酸によるAMPK活性化にGPR43がどのように関与しているかを明らかにし、GPR43の下流因子の解析もカルシウムシグナルの阻害剤や百日咳毒素などを利用して行い、L6筋管細胞において酢酸が引き起こすAMPK活性化のメカニズムの全容解明を目指す。

Causes of Carryover

平成27年度で必要な物品を残高では購入することができなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度は実験消耗品や学会参加のための費用、研究成果報告のための論文作成時の英文校正費として適切に使用することを計画している。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Significant advancement of mass spectrometry imaging for food Chemistry2016

    • Author(s)
      Yukihiro Yoshimura, Naoko Goto-Inoue, Tatsuya Moriyama, Nobuhiro Zaima
    • Journal Title

      Food Chemistry

      Volume: 210 Pages: 200-211

    • DOI

      doi:10.1016/j.foodchem.2016.04.096

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 県大米粉麺の成分および物性に関する研究2015

    • Author(s)
      吉村征浩, 江木智恵美, 北川昌昭, 奥島信行, 我如古菜月, 新田陽子, 岸本妙子, 中島伸佳, 久保田恵, 伊東秀之, 山下広美, 辻英明
    • Journal Title

      岡山県立大学保健福祉学部紀要

      Volume: 22 Pages: 57-64

    • DOI

      info:doi/10.15009/00001298

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細胞質型アセチルCoA合成酵素の核内移行シグナル配列の解析2016

    • Author(s)
      赤田千佳、吉村征浩、山下広美
    • Organizer
      第44回日本農芸化学会中四国支部大会
    • Place of Presentation
      岡山県立大学、岡山
    • Year and Date
      2016-01-23 – 2016-01-23
  • [Presentation] 高齢動物の骨格筋性状に及ぼす酢酸摂取の影響2016

    • Author(s)
      阿部伶奈、丸田ひとみ、吉村征浩、木本眞順美、高橋吉孝、山下広美
    • Organizer
      第44回日本農芸化学会中四国支部大会
    • Place of Presentation
      岡山県立大学、岡山
    • Year and Date
      2016-01-23 – 2016-01-23
  • [Presentation] Activation of AMP-activated protein kinase and stimulation of energy metabolism by the treatment of acetic acid in L6 myotube cells2015

    • Author(s)
      Hitomi Maruta, Yukihiro Yoshimura, Aya Araki, Masumi Kimoto, Yoshitaka Takahashi, and Hiromi Yamashita
    • Organizer
      8th International Conference on Cachexia, Sarcopenia & muscle Wasting
    • Place of Presentation
      Paris, France
    • Year and Date
      2015-12-04 – 2015-12-06
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualization of metabolites in Oryza sativa rice by matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry2015

    • Author(s)
      Nobuhiro Zaima, Yukihiro Yoshimura, Yukio Kawamura, Tatsuya
    • Organizer
      12th Asian Congress of Nutrition
    • Place of Presentation
      PACIFICO Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Metabolism of Exogenous Acetic Acid Induces glut4 Expression through Activation of AMP-Activated Protein Kinase in Rat L6 Myotube Cells2015

    • Author(s)
      Yukihiro Yoshimura, Hitomi Maruta, Aya Araki, Masumi Kimoto, Yoshitaka Takahashi, Hiromi Yamashita
    • Organizer
      12th Asian Congress of Nutrition
    • Place of Presentation
      PACIFICO Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of chronic intake of acetate on muscle fiber type and endurance performance2015

    • Author(s)
      Hiromi Yamashita, Chihiro Araoka, Yukihiro Yoshimura, Aya Araki, Masumi Kimoto
    • Organizer
      12th Asian Congress of Nutrition
    • Place of Presentation
      PACIFICO Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Acetic acid increases adenosine monophosphate level and phosphorylation of AMP-activated protein kinase in skeletal muscles2015

    • Author(s)
      Aya Araki, Yoshimura Yukihiro, Morikami Naoko, Kimoto Masumi, Yamashita Hiromi
    • Organizer
      12th Asian Congress of Nutrition
    • Place of Presentation
      PACIFICO Yokohama, Kanagawa, Japan
    • Year and Date
      2015-05-14 – 2015-05-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characteristic Distribution of Metabolites in Oryza sativa Rice2015

    • Author(s)
      Nobuhiro Zaima, Yukihiro Yoshimura, Yukio Kawamura, Tatsuya Moriyama
    • Organizer
      106th AOCS Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Orlando, Florida, USA
    • Year and Date
      2015-05-03 – 2015-05-06
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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