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栄養応答シグナル mTOR複合体2 を介した新規リソソーム活性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2350
補助金の研究課題番号 20J14993 (2020-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2020-2022)
応募区分国内
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関早稲田大学 (2023)
徳島大学 (2020-2022)

研究代表者

小川 麻衣子 (2022-2023)  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)

坂井 麻衣子 (2020-2021)  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部 (医学域), 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2023-06-29 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2023年度: 934千円 (直接経費: 719千円、間接経費: 215千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードイソラムネチン / mTORC2 / GATA3 / エンドサイトーシス / リソソーム / マクロファージ / エンドサイトーシス-リソソーム分解経路 / ポリフェノール
研究開始時の研究の概要

リソソームは多様な生体分子 (糖・脂質・タンパク質等) の分解を担う細胞小器官であり、その機能不全は様々な疾病の発症要因となりうる。マクロファージは細菌や死細胞の貪食・除去を担う免疫細胞であり、この細胞におけるリソソーム活性を維持することは特に重要である。本研究は、マクロファージのリソソーム活性制御機構を、細胞内の栄養応答シグナルであるmTORC2 に着目して詳細に解析する。mTORC2 は、糖・脂質・ビタミン類により活性制御を受けることが知られているため、本研究は食によるリソソーム活性調節を目指す上での重要な知見となることが期待される。

研究実績の概要

今年度の研究活動に関しては、4月~7月を育児に伴う研究中断、8月~9月を研究再開準備支援期間とし、10月より本格的に研究活動を再開した。
エンドサイトーシス-リソソーム分解経路は、細胞外の異常分子を除去する重要な機構であり、本活性を促進することは多様な疾患の予防につながる。研究中断前に実施した実験により、食品由来ポリフェノール化合物であるイソラムネチンがマクロファージ様細胞株において、mTORC2-GATA3 経路を介してこの分解活性を亢進することを明らかにしていた。研究活動再開後、申請者は徳島大学医歯薬学研究部から早稲田大学理工学術院へ移籍し、インフォマティクスを用いたより詳細な作用機序の解明に取り組んだ。具体的には、イソラムネチンを処理した野生型細胞およびGATA3欠損細胞の RNA-seq データを用いて、遺伝子発現差解析および GO エンリッチメント解析を実施した。その結果、イソラムネチンの活性には複数のエンドソーム関連遺伝子が関与することを明らかとした。
以上より本研究課題では、イソラムネチンがエンドサイトーシス-リソソーム分解経路を亢進する機序を生物学的手法および情報学的手法を用いて詳細に検討し、本活性には mTORC2-GATA3 を介したエンドソームの形成や輸送が重要であることを明らかとした。本研究成果は Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition 誌に投稿され、2024年3月に受理された。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] All-trans retinoic acid induces lipophagy through the activation of the AMPK-Beclin1 signaling pathway and reduces Rubicon expression in adipocytes2024

    • 著者名/発表者名
      Mori Y, Masuda M, Yoshida-Shimizu R, Aoyagi S, Adachi Y, Nguyen AT, Maruyama Y, Okumura Y, Kamei Y, Sakai M, Ohnishi K, Ohminami H, Taketani Y.
    • 雑誌名

      The Journal of Nutritional Biochemistry

      巻: 126 ページ: 109589-109589

    • DOI

      10.1016/j.jnutbio.2024.109589

    • 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] Modulations of the mTORC2-GATA3 axis by an isorhamnetin activated endosomal-lysosomal system of the J774.1 macrophage-like cell line2024

    • 著者名/発表者名
      Sakai N, Ohnishi K,Masuda M, Harumoto E, Fukuda T, Ohnishi A, Ishii S, Ohminami H, Yamanaka-Okumura H, Ohashi K, Itakura E, Horikawa K, Yonemura S, Hara T, Taketani Y
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: -

    • 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] Isorhamnetin, a 3’-methoxylated flavonol, enhances the lysosomal proteolysis in J774.1 murine macrophages in a TFEB-independent manner.2020

    • 著者名/発表者名
      Sakai Maiko、Ohnishi Kohta、Masuda Masashi、Ohminami Hirokazu、Yamanaka-Okumura Hisami、Hara Taichi、Taketani Yutaka
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 84 号: 6 ページ: 1221-1231

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1727309

    • NAID

      130008108983

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] イソラムネチンは J774.1 マウスマクロファージ様細胞株において TFEB 非依存的にリソソームのタンパク質分解を促進する2020

    • 著者名/発表者名
      坂井麻衣子, 大西康太, 増田真志, 大南博和, 奥村仙示, 原太一, 竹谷豊
    • 雑誌名

      ビタミン

      巻: 94 ページ: 524-527

    • NAID

      130008108983

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] リソソーム分解系を亢進する食品成分の探索とその作用機序解析2021

    • 著者名/発表者名
      大西 康太、坂井 麻衣子、増田 真志、大南 博和、奥村 仙示、大橋 一登、板倉 英祐、堀川 一樹、米村 重信、岩﨑 有作、原 太一、竹谷 豊
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 栄養素応答シグナルmTORC2を介したリソソーム活性制御機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      坂井 麻衣子,大西 康太,増田 真志,大南 博和,奥村 仙示,原 太一,竹谷 豊
    • 学会等名
      第74回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Mφ における異常タンパク質分解を促進するイソラムネチンの作用機序解析2020

    • 著者名/発表者名
      坂井麻衣子,大西康太,増田真志,大南博和,奥村仙示,板倉英祐, 原 太一,竹谷 豊
    • 学会等名
      日本農芸化学会2020年度 中四国支部大会 (第57回講演会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] イソラムネチンによるエンドソーム成熟過程の亢進を介した異常分子除去作用2020

    • 著者名/発表者名
      坂井麻衣子,大西康太,春本恵里花,増田真志,大南博和, 奥村仙示,板倉英祐,原太一,竹谷豊
    • 学会等名
      2020年度日本フードファクター学会・日本農芸化学会西日本支部合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-12-25  

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