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ロイシン摂取による骨格筋mTORC1活性化を促進・抑制する新規制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K11715
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
研究機関川崎医療福祉大学

研究代表者

神崎 圭太  川崎医療福祉大学, 医療技術学部, 准教授 (30637286)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 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)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードロイシン / 筋収縮 / 不活動 / 糖尿病 / Sestrin / GATOR2 / mTORC1 / 骨格筋 / Diabetes / Streptozotocin / Sestrin1 / denervation / Sestrin2 / muscle contraction / leucine / GATOR2複合体 / Rag
研究開始時の研究の概要

主にSestrin1を発現するラットとSestrin2を発現するマウスを対象とし,①筋収縮運動がGATOR2複合体からのSestrinの解離やmTORC1とRagの結合の増加を促進するか,および②ギプス固定や1型糖尿病がGATOR2複合体からのSestrinの解離やmTORC1とRagの結合の増加を抑制するかを,主に共免疫沈降法と免疫ブロット法を用いて明らかにする.

研究成果の概要

ロイシン摂取が骨格筋タンパク質合成の増加に重要な役割を果たすmTORC1を活性化させる作用は,筋収縮後に促進され,不活動や疾病への罹患で抑制されることが報告されている.本研究ではこのメカニズムとしてSestrin-GATOR2複合体経路に着目した.その結果,1)速筋ではSestrin1が,遅筋ではSestrin1とSestrin2がロイシンセンサーとして機能すること,および2)ロイシンによる骨格筋mTORC1活性化の促進・抑制に,Sestrinのセンサー機能における変化は寄与しないことを示唆する結果が得られた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,同量のロイシン(またはたんぱく質)を摂取しても,骨格筋タンパク質合成の増加が健康な若年者よりも高まらない「同化抵抗性」という現象が,加齢,疾病への罹患,活動量の低下などによって生じることが知られるようになってきた.しかし,同化抵抗性の分子メカニズムはあまり明らかになっていない.本研究ではロイシンセンサーとして同定されたSestrinの機能低下が,同化抵抗性の原因であるという仮説を,不活動モデルと糖尿病モデルで検討したが,この仮説を支持する結果は得られなかった.この成果は他のロイシンセンサーや,Sestrinの下流に位置するRag二量体などに着目した検討の必要性を示すものである.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of Leucine Ingestion and Contraction on the Sestrin/GATOR2 Pathway and mTORC1 Activation in Rat Fast-Twitch muscle2023

    • 著者名/発表者名
      Kanzaki K, Wada M.
    • 雑誌名

      J Nutr .

      巻: 153 号: 8 ページ: 2228-2236

    • DOI

      10.1016/j.tjnut.2023.06.011

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ロイシン摂取および筋収縮運動がSestrinとGATOR2複合体の結合に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      神崎 圭太、和田 正信
    • 学会等名
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脱神経がSestrin-GATOR2複合体経路に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      神崎 圭太
    • 学会等名
      第31回日本運動生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 脱神経がロイシン摂取後に起こるGATOR2複合体からのSestrinの解離に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      神崎圭太,和田正信
    • 学会等名
      第77回日本体力医学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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