| 研究課題/領域番号 |
20K11424
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59020:スポーツ科学関連
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| 研究機関 | 順天堂大学 |
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研究代表者 |
數野 彩子 順天堂大学, 大学院医学研究科, 助教 (00338344)
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| 研究分担者 |
上野 隆 順天堂大学, 大学院医学研究科, 客員教授 (10053373)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | マイオカイン / カルノシン / βーアラニン / C2C12 / 骨格筋分化 / 定量プロテオミクス / イミダゾールジペプチド / nanoLC-MS/MS / β－アラニン / 骨格筋細胞分化 / プロテオミクス / マルチオミックス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、筋肉は様々な生理活性因子マイオカインを分泌し他の臓器や代謝に影響を与える分泌臓器であることが徐々に明らかとなっている。一方申請者らはマウス骨格筋細胞株を用いた筋分化実験系におよぼすイミダゾールジペプチドの効果についてプロテオミクス解析を行った結果、複数の遺伝子産物の発現が上昇することを発見した。この結果をもとに培養筋芽細胞を用いてマルチオミックス解析、バイオインフォマティックス解析等を行い、マイオカインを介した骨格筋細胞の分化・再生におよぼすイミダゾールジペプチドの影響を明らかにする。本研究によりイミダゾールジペプチドの摂取が生活習慣病やサルコペニアの予防につながることも期待される。
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| 研究実績の概要 |
カルノシンやアンセリンなどのイミダゾールジペプチドは骨格筋に多く含まれ、筋収縮の代謝生成物である乳酸による筋肉の酸性化を抑制し、また、抗酸化作用により筋収縮を活性化させる働きがあると考えられている。一方、マイオカインは骨格筋から分泌される生理活性因子として全身の組織に影響を及ぼすことで、生体恒常性の維持や健康の促進に関わっていると考えられる。本研究の目的は骨格筋収縮を活性化するカルノシンがマイオカインの分泌に与える影響を、筋分化・再生モデルとして知られるマウスC2C12培養細胞を用いて明らかにすることである。
骨格筋に含まれる6 mMのカルノシン存在下（+CAR）および非存在下（コントロール）で2%ウマ血清（HS）によりC2C12を7日間筋分化させ、培養上清中のマイオカインをLuminexアッセイにより定量した結果、コントロールに比べ+CARではbrain derived neurotrophic factor (BDNF)、fibroblast derived growth factor 21 (FGF21)の分泌上昇が確認された。これらのマイオカインは筋における脂肪酸酸化や糖の取り込み、糖代謝との関連が報告されている。また、定量プロテオミクスの結果から有意に増加したタンパク質についてDAVIDによるgene ontology(GO)、パスウェイ解析を行ったところ、”glycogen metabolic process”、” starch and sucrose metabolism”などが上位に挙がり、マイオカイン分泌上昇とも合致する結果となった。さらにこれまで知られていない多くの細胞骨格系タンパク発現が+CARで促進されることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
定量プロテオミクス解析のデータで、カルノシンによって有意に発現上昇が認められたタンパク質についてウェスタンブロットによる確認を行っている。また、定量リアルタイムPCRを実施するための標的となるタンパク質やマイオカインについてGO解析の結果を精査し準備を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
C2C12分化に伴うマイオカイン分泌上昇がカルノシン処理条件とどのように相関するかに焦点を当ててさらに詳細な解析を進める。定量プロテオミクスによりタンパク質の相対定量を行ってきたが、マイオカインや転写因子のように非常に微量なものは検出することが困難であった。培養上清中に分泌されるマイオカインはLuminexアッセイにより定量を行ったが、定量リアルタイムPCRでmRNAレベルでの変動を明らかにしカルノシンの影響を裏付けることが必要である。この点を考慮し定量リアルタイムPCRを実施しマイオカインを含む標的タンパクの発現変化を転写レベルでも確認する。パスウェイ解析から示唆されたように、カルノシンが筋分化の促進に加え糖や脂質の代謝に影響を及ぼす酵素の活性やマイオカインに変化が確認されれば、サルコペニアの改善や老化の抑制にも効果が期待される。
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