乳酸を介した新規ヒストン修飾はサルコペニアを抑制するか？

• 研究課題/領域番号: 21K11637
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 棗 寿喜 東海大学, 医学部, 助教 (90761841)
• 研究分担者: 吉原 利典 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 助教 (20722888)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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)
• キーワード: ヒストン / 翻訳後修飾 / 骨格筋 / 筋萎縮 / 老化 / サルコペニア / サテライト細胞 / 加齢 / 筋サテライト細胞 / 運動

研究開始時の研究の概要

DNA塩基配列の変化を伴わない後天的なゲノム修飾は遺伝子発現に多大なる影響を及ぼす。本研究では、体内において産生された乳酸が骨格筋のエピジェネティクスによる遺伝子発現調節機構を介してサルコペニアを抑制するという仮説の検証を目的としている。本研究によって、サルコペニアに関連した新たなメカニズム解明を試みる。

研究実績の概要

加齢によって生じる過度な骨格筋の萎縮は加齢性筋肉減弱症（サルコペニア）として知られている。骨格筋は遅筋線維と速筋線維に大別され、サルコペニアは主に速筋線維が選択的に委縮することが特徴である。そして、運動はサルコペニアを抑制する有効な手段のひとつである。運動によって産生される代表的な代謝産物である乳酸は、エピジェネティックな機構の一つであるヒストンのラクチル化を引き起こすことが知られている。我々は運動によるサルコペニアの抑制にヒストンのラクチル化が影響していると仮説を立てた。現在は昨年度から引き続きサルコペニアモデルを作成するためにマウスの飼育を継続している。また、マウスへの運動介入によってヒストンのラクチル化が生じるか検証している。具体的には、マウスをトレッドミル上にて強制走をおこなわせた。その後、マウスの骨格筋をサンプリングした後、ヒストン修飾の変化をウエスタンブロットまたは免疫染色によって評価した。その結果、ヒストンのラクチル化が運動後に変化することが明らかになった。今後は老齢動物におけるヒストンのラクチル化と遺伝子の関連性についてさらに解析を進める。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度の計画通りに実験を進めることができたため概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

引き続き、マウスの飼育を行い老化モデルを作成する。2023年度の途中で飼育していたマウスが生後2年半以上経過するため、サルコペニアモデルマウスとしてヒストン修飾のラクチル化が変化するか否かについて明らかにする。