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2020 年度 実績報告書

酸素輸送担体を介した筋細胞独自のミトコンドリア活性化機序

研究課題

研究課題/領域番号 17H02158
研究機関金沢大学

研究代表者

増田 和実  金沢大学, 人間科学系, 教授 (50323283)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード筋細胞 / ミトコンドリア / ミオグロビン / 相互作用 / 運動
研究実績の概要

前年度までに得られていたミトコンドリア(Mito)に内在するミオグビン(Mb)タンパク質の検出について、低張液処理後の上清のサンプル処理に超遠心分離(220,000 g)を施し、その分離精度を高めることを試行した。結果、破断した外膜(フラグメント)を分離し、より純度を高めた膜間腔画分を得ることができた。そのサンプルからMbタンパク質の検出ができたため、低張液処理によってMbがMito外へ放出されたこと、また、内在していたMbは膜間腔領域に存在していたか、その一部は内膜に相互作用していたことが明らかとなった。また、昨年度から培養筋芽細胞(C2C12)を用いてMito内のMbを検出するモデルを構築しようと試みていたが、元々の発現量が少ないC2C12ではMbの検出感度が良好ではなく、分化誘導後の日数を時系列で評価するなどの方法から条件検討を行った。その結果、分化誘導後の日数を延長することによって、単離Mitoに内在するMbを検出できるようになった。今後は、Mito外膜に存在するトランスロカーゼ(TOM 複合体)の一部をノックダウンすることによって、MbのMito内在量の変化を検証しようと考えている。また、Mitoの発現因子の探索では、C2C12細胞を用いて試験した。ロイシン添加(3 mM×24-h)がC2C12細胞のMito生合成を上方調節し、その背後でmicroRNA(miR-494, miR-696)の発現がロイシンによって抑制されていた。そこで挙動を示したmicroRNAsを過剰発現させたC2C12細胞ではPGC1α mRNAやmtDNA数などが抑制され、ロイシン添加によって、その抑制がレスキューされた。つまり、運動刺激によって応答するmicroRNAsの一部をロイシンのような基質もMito生合成を制御している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

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

  • [雑誌論文] 発育期における骨格筋ミトコンドリアの生合成とミオグロビン発現量の連関2021

    • 著者名/発表者名
      蔭地野稔, 山田達也, 小間陸嗣, 芝口翼, 高倉久志, 増田和実
    • 雑誌名

      北陸スポーツ・体育学研究

      巻: 2 ページ: 17-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localization of myoglobin in mitochondria: implication in regulation of mitochondrial respiration in rat skeletal muscle2021

    • 著者名/発表者名
      Koma R, Shibaguchi T, Perez-Lopez C, Oka T, Jue T, Takakura H and Masuda K
    • 雑誌名

      Physiol Rep

      巻: 9 ページ: e14769

    • DOI

      10.14814/phy2.14769

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of leucine on microRNAs and mitochondrial biogenesis in C2C12 myotubes2020

    • 著者名/発表者名
      Perez-Lopez C, Shibaguchi T, Morino K, Koma R and Masuda K
    • 雑誌名

      Adv Exerc Sports Physiol

      巻: 26 ページ: 35-42

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 骨格筋ミトコンドリアに局在する酸素貯蔵体の局在場所と持久性トレーニングによる量的変化2020

    • 著者名/発表者名
      小間陸嗣, 芝口翼, Perez-Lopez Claudia, 高倉久志, 井澤鉄也, 岡敏彦, 増田和実
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会
  • [学会発表] Effect of endurance exercise on localization of myoglobin in mitochondria in muscle2020

    • 著者名/発表者名
      Koma R, Shibaguchi T, Perez-Lopez C, Jue T and Masuda K
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine 65th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [備考] 金沢大学運動生理学・生化学研究室

    • URL

      http://exercisephysiol.com

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公開日: 2021-12-27  

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