| 研究課題/領域番号 |
20K05885
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| 研究機関 | 小山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
笹沼 いづみ (佐々木いづみ) 小山工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (70270220)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | β-グルコシダーぜ / オートファジー / β-配糖体 / 神経変性疾患 |
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| 研究実績の概要 |
神経変性疾患の改善が期待できるヒトGBA誘導によるオートファジーの活性化を目的として、令和２年度は脳機能とオートファジーを改善すると考えられるポリフェノール配糖体、ステロイドサポニンを抽出し、これら化合物のヒトGBA誘導量を評価した。
ポリフェノール配糖体としては大豆よりゲニスチン、ダイゼイン、柑橘類からナリンギン、ヘスペリジンを、ステロイド配糖体としては山芋からジオスシン、ジギタリスからジギトキシンをさらに麹からグリコシルセラミドを抽出または精製試薬を購入して、GBAの誘導を検討した。
その結果、すべての配糖体化合物がGBAを誘導することが明らかになった。フラボノイド配糖体とステロイド配糖体を比較するとステロイド配糖体が本酵素を誘導する量が多いことが明らかになった。今回GBA誘導に用いた細胞は、iPS細胞、グリオブラストーマ、ヘパトーマ、コロンカルシノーマであるが、iPS細胞ではすべての配糖体でGBAを誘導したが、がん細胞ではコロンカルシノーマの配糖体に対する感受性が低く、グリオブラストーマ、ヘパトーマでは配糖体の種類によって誘導量が大きく異なった。
さらに、これらの配糖体がオートリソソーム形成活性に与える影響を検討し、すべての配糖体がiPS細胞においてオートリソソーム形成活性を上昇させることが明らかになった。また、配糖体がフラボノイド、ステロイド配糖体であることから、炎症抑制とオートファジーの関係についても考察した。
今後は、GBA誘導が高いステロイド配糖体について、オートファジーに与える影響について、オートリソソーム形成活性に加えて、オトファゴソーム形成活性、各種マーカーの検出を行い検討する。
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| 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
フラボノイド・ステロイド配糖体の抽出と精製を一部の化合物について、精製された試薬を購入することにより、時間を大幅に短縮できた。そのため、細胞の種類を増やして検討を行うことや炎症との関係性を調べることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
＜令和３年度＞ヒトβ－グルコシダーゼ誘導によるオートファジー機能改善の評価
前年度で得られた配糖体化合物で最もGBAを誘導する化合物について、オートファジーの機能に与える影響を評価する。オートファジー機能の評価はオートファジー検出キットで行う。細胞は神経誘導iPS細胞、グリオブラストーマ（神経の癌細胞）、ゴーシェ病（GBA活性が低いために起こる疾患）患者から分離された細胞（理化学研究所から入手可能）を用い、配糖体化合物のオートファジーに与える影響を評価する。
＜令和４年度＞配糖体化合物の受容体の同定
配糖体化合物は細胞膜を通過できないために、その受容体は細胞表面に限られる。しかし、ポリフェノールやステロイドが結合するステロイド受容体は細胞内に存在する。そこで、細胞表面に存在する受容体がGBA遺伝子を活性化させ、この遺伝子産物のGBAが配糖体を分解してアグリコンを発生させ、細胞膜を通過してステロイド受容体を活性化することが考えられた（図３黒の矢印部分は解明されていない部分）。よって、細胞表面の受容体であるTGF-β受容体とクロトについて検討を行う。以上のことから、配糖体化合物により誘導されるヒトβ－グルコシダーゼの誘導機構が明らかとなり、本酵素によるオートファジー機能の改善を行うことが可能となる。また、老化で機能が低下しやすい神経細胞のオートファジーの機能を改善することで神経の変性を抑制することが可能になる。
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