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骨格筋細胞におけるアミノ酸エコシステムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K19478
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関国士舘大学 (2023)
電気通信大学 (2022)
東北大学 (2020-2021)

研究代表者

長名 シオン  国士舘大学, 体育学部, 講師 (60868131)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード骨格筋 / プロテアソーム / アミノ酸 / サルコペニア / アミノペプチダーゼ / 筋芽細胞 / 筋分化
研究開始時の研究の概要

近年、骨格筋におけるプロテアソームの機能不全が重度の筋萎縮を引き起こすことが見出された。このことはプロテアソームにはタンパク質分解を介して新たなタンパク質合成の材料となるアミノ酸を供給する“アミノ酸リサイクル”という働きがある可能性を示唆している。しかしながら、プロテアソームによるアミノ酸リサイクルは実証されておらず、その制御メカニズムについてもいまだ謎に包まれている。そこで本研究では、骨格筋細胞におけるプロテアソームによるアミノ酸リサイクルの実証およびその制御メカニズムの解明を目指す。

研究成果の概要

本研究ではタンパク質分解機構であるユビキチンプロテアソーム系によるタンパク質分解産物であるアミノ酸が筋細胞内においてどのように再利用されるのかを明らかにすることを目的とし, 標識アミノ酸を用いた検証に取り組んだ. その結果, 仮説とは異なり分解由来アミノ酸は新規タンパク質合成の材料として再利用されておらず, エネルギー源として利用される可能性が明らかとなった. このことからタンパク質分解産物の使い分けの可能性や, ペプチド分解酵素による分子制御機構の可能性といった新しい生理現象を発見することができた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

超高齢社会を迎えている日本において加齢に伴う筋萎縮サルコペニア患者の増加が大きな健康課題となっている. 筋萎縮・筋量低下は日常の運動量の低下をもたらし, さらにはQOLやADLの低下を加速させていくことから解決すべき喫緊の健康課題であると考えられる. 本研究の筋細胞における新たなタンパク質代謝機構の解明という成果は, サルコペニア予防に向けた栄養学指導や運動指導法に対して新たなエビデンスを提供するとともに, タンパク質分解の制御分子を標的とした新しい筋萎縮治療法の確立に向けて貢献できると考えている.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] The aminopeptidase LAP3 suppression accelerates myogenic differentiation via the AKT‐TFE3 pathway in C2C12 myoblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Osana Shion、Kitajima Yasuo、Naoki Suzuki、Murayama Kazutaka、Takada Hiroaki、Tabuchi Ayaka、Kano Yutaka、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 238 号: 9 ページ: 2103-2119

    • DOI

      10.1002/jcp.31070

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lactate promotes neuronal differentiation of SH-SY5Y cells by lactate-responsive gene sets through NDRG3-dependent and -independent manners2023

    • 著者名/発表者名
      Xu Yidan、Kusuyama Joji、Osana Shion、Matsuhashi Satayuki、Li Longfei、Takada Hiroaki、Inada Hitoshi、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 299 号: 6 ページ: 104802-104802

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104802

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chronic repetitive cooling and caffeine-induced intracellular Ca<sup>2+</sup> elevation differentially impact adaptations in slow- and fast-twitch rat skeletal muscles2023

    • 著者名/発表者名
      Takagi Ryo、Tabuchi Ayaka、Hayakawa Kosei、Osana Shion、Yabuta Hiroya、Hoshino Daisuke、Poole David C.、Kano Yutaka
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      巻: 325 号: 2 ページ: R172-R180

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00063.2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Curcumin analog GO-Y030 inhibits tumor metastasis and glycolysis2023

    • 著者名/発表者名
      MaruYama Takashi、Miyazaki Hirofumi、Komori Taishi、Osana Shion、Shibata Hiroyuki、Owada Yuji、Kobayashi Shuhei
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 号: 6 ページ: 511-518

    • DOI

      10.1093/jb/mvad066

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cooling‐promoted myogenic differentiation of murine bone marrow mesenchymal stem cells through <scp>TRPM8</scp> activation in?vitro2023

    • 著者名/発表者名
      Takagi Ryo、Takegaki Junya、Osana Shion、Kano Yutaka、Konishi Satoshi、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 11 号: 23

    • DOI

      10.14814/phy2.15855

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Little involvement of recycled-amino acids from proteasomal proteolysis in de novo protein synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Shion Osana, Yasuo Kitajima, Suzuki Naoki, Hiroaki Takada, Kazutaka Murayama, Yutaka Kano, Ryoichi Nagatomi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 634 ページ: 40-47

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.09.113

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reduced PHOX2B stability causes axonal growth impairment in motor neurons with TARDBP mutations2021

    • 著者名/発表者名
      Mitsuzawa S, Suzuki N, Akiyama T, Ishikawa M, Sone T, Kawada J, Funayama R, Shirota M, Mitsuhashi H, Morimoto S, Ikeda K, Shijo T, Ohno A, Nakamura N, Ono H, Ono R, Osana S, Nakagawa T, Nishiyama A, Izumi R, Kaneda S, Ikeuchi Y, Nakayama K, Fujii T, Warita H, Okano H, Aoki M.
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 16 号: 6 ページ: 1527-1541

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.04.021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] タンパク質分解経路が筋芽細胞の増殖と分化に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      長名シオン, 永富良一
    • 雑誌名

      体力科学

      巻: 70 ページ: 60-60

    • NAID

      130007967736

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Puromycin‐sensitive aminopeptidase is required for C2C12 myoblast proliferation and differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Osana Shion、Kitajima Yasuo、Suzuki Naoki、Nunomiya Aki、Takada Hiroaki、Kubota Takahiro、Murayama Kazutaka、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      Journal of Cellular Physiology

      巻: 236 号: 7 ページ: 5293-5305

    • DOI

      10.1002/jcp.30237

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] siRNA knockdown of alanine aminopeptidase impairs myoblast proliferation and differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Osana Shion、Kitajima Yasuo、Suzuki Naoki、Xu Yidan、Murayama Kazutaka、Nagatomi Ryoichi
    • 雑誌名

      Experimental Cell Research

      巻: 397 号: 1 ページ: 112337-112337

    • DOI

      10.1016/j.yexcr.2020.112337

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] LAP3の発現抑制はC2C12の筋分化を促進する2023

    • 著者名/発表者名
      長名シオン
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] アミノペプチダーゼによる筋分化制御メカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      長名シオン
    • 学会等名
      日本筋学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチド分解酵素による筋分化制御機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      長名シオン
    • 学会等名
      日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ペプチド分解酵素アミノペプチダーゼによる筋芽細胞の分化制御2021

    • 著者名/発表者名
      長名シオン, 永富良一
    • 学会等名
      日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Puromycin-sensitive aminopeptidase is involved in myogenic differentiation through cell polarity regulation2021

    • 著者名/発表者名
      長名シオン
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質分解経路が筋芽細胞の増殖と分化に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      長名シオン, 永富良一
    • 学会等名
      日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨格筋細胞におけるアミノペプチダーゼの役割2020

    • 著者名/発表者名
      長名シオン
    • 学会等名
      骨格筋生物学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Inhibition of leucine aminopeptidase affects myocyte proliferation and differentiation2020

    • 著者名/発表者名
      Shion Osana, Kazutaka Murayama, Naoki Suzuki, Hiroaki Takada, Takahiro Kubota, Ryoichi Nagatomi
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] PHOX2Bの発現低下がTARDBP遺伝子変異による運動ニューロン突起長短縮につながる

    • URL

      http://www.neurol.med.tohoku.ac.jp/cgi-bin/uptodate/webdir/277.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 筋萎縮性側索硬化症(ALS)の新しい病態関連候補因子を発見

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20210525_01web_als.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 筋肉形成におけるペプチド分解酵素の新たな役割を発見 -筋細胞の増殖・分化制御の理解への貢献が期待-

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2021/01/press20210118-01-psa.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] 荷重センサおよび荷重検出装置2021

    • 発明者名
      成田史生,井上久美,栗田大樹,長名シオン 他
    • 権利者名
      成田史生,井上久美,栗田大樹,長名シオン 他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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