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ペプチド分解酵素による筋分化制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K16670
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

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) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード骨格筋 / アミノペプチダーゼ / プロテアソーム / アミノ酸
研究開始時の研究の概要

日常生活において不自由なく身体を動かすためには骨格筋の量・機能を維持することが不可欠である. 骨格筋量はタンパク質の合成と分解のバランスにより制御されると考えられている. 我々はこれまでにプロテアソームとペプチド分解酵素群による適切なタンパク質分解が骨格筋量および機能維持に必須であることを見出した. しかし, タンパク質分解の一端を担う種々のアミノペプチダーゼはどのような分子メカニズムで骨格筋の量・機能を調節制御するのかという大きな謎は解明できていない. そこで本研究では, 種々の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を目指した研究計画を立案する.

研究実績の概要

超高齢社会を迎えた我が国において, サルコペニア(加齢性筋減弱症), フレイル(虚弱), ロコ モティブシンドローム(運動器症候群), 転倒骨折など運動機能低下が関連する要支援・要介護者は240万人(2019年)を越え, 要支援・要介護者全体のおよそ40%を占めている. 予防の余地が残されている運動機能低下への対応は喫緊の健康課題であり, その根幹をなす骨格筋量や機能を維持することが不可欠である. 本研究では筋量調節メカニズムの解明を大目的として, 筋細胞内におけるタンパク質代謝の制御機構の解明を小目的とし, 特にタンパク質代謝の一端を担うペプチド分解酵素アミノペプチダーゼに着目し, アミノペプチダーゼ分子による筋分化制御メカニズムの解明に取り組んだ. その結果, 種々のアミノペプチダーゼのうちロイシンを標的とするロイシンアミノペプチダーゼの発現抑制はAKTのリン酸化を増加させ, TFE3の核外移行を促進することで筋分化制御因子であるMyogeninの発現が増加し, 表現系として筋分化が促進するという興味深い成果を見出した. 従来, アミノペプチダーゼはプロテアソームによるタンパク質分解により産生されたオリゴペプチドを代謝・分解することが主たる機能であると考えられてきたが, 本研究によりペプチド分解とは異なる分化制御や細胞周期制御などといった新たな機能を有することが明らかとなった. 今後はその他の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を目指して研究に取り組んでいく.

現在までの達成度 (区分)
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

当初の予定通り今年度で研究計画1が完了した. 加えて, 研究計画2の一部についても検証が進められていることや, 研究計画3の予備実験も並行しながら研究を進めることができている. 以上のことから概ね順調に進展していると考えている.

今後の研究の推進方策

今後は研究計画2を中心に取り組んでいく. ロイシンアミノペプチダーゼの検証がひと段落したことから, 続いてはメチオニンを標的とするメチオニン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に取り組む予定である.

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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