| 研究課題/領域番号 |
20K06369
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
中島 一喜 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 上級研究員 (70370583)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | mTORC1 / mTORC2 / 鶏骨格筋 / 鶏培養骨格筋細胞 / アミノ酸 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、鶏骨格筋のmechanistic target of rapamycin (mTOR)を制御する因子として栄養素がmTOR活性に及ぼす影響をin vitroとin vivoで検討した。特に、mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1)ならびにmechanistic target of rapamycin complex 2 (mTORC2)活性の違いに及ぼす栄養素の影響を調べた。mTORC1ならびにmTORC2活性は、ターゲットタンパク質のリン酸化をウエスタンブロットにより調べた。本年度は、鶏培養骨格筋細胞を用いて、抗酸化物質であるクロロゲン酸の影響を調べた。その結果、クロロゲン酸によりmTORC1のターゲットタンパク質（S6K1、S6および4E-BP1）のリン酸化が増加したが、mTORC2のターゲットタンパク質（AKTおよびGSK3β）のリン酸化に影響は見られなかった。次に、肉用鶏ヒナを用いて、鶏骨格筋のmTORC1ならびにmTORC2活性に対する飼料中エネルギーおよびタンパク質含量の影響を調べることを目的として、低タンパク質飼料と低エネルギー飼料を給与した。その結果、mTORC1活性は、低タンパク質飼料給与により低下したが、mTORC2活性には影響は見られなかった。一方、低エネルギー飼料給与によりmTORC1ならびにmTORC2活性には影響は見られなかった。また、低タンパク質飼料給与により血中リジン濃度は増加し、血中アルギニン濃度は低下した。低エネルギー飼料給与では血中リジン濃度は増加したが、血中アルギニン濃度に差は見られなかった。
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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
鶏骨格筋において、mechanistic target of rapamycin (mTOR)を制御する因子として栄養素がmechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1)ならびにmechanistic target of rapamycin complex 2 (mTORC2)活性に対する影響を検討した。まず、鶏培養骨格筋細胞を用いてmTORC1ならびにmTORC2活性に対する抗酸化物質であるクロロゲン酸の影響を調べ、mTORC1のみ活性化することが明らかになった。次に、肉用鶏ヒナ用いて、低タンパク質飼料と低エネルギー飼料給与のmTORC1ならびにmTORC2活性に対する影響を調べ、低タンパク質飼料給与によりmTORC1活性は減少し、また、血中リジン濃度が増加し、アルギニン濃度が低下することが明らかになった。一方、低エネルギー飼料給与によるmTORC1ならびにmTORC2活性に対する影響は見られなかった。
これらの結果により、鶏骨格筋において抗酸化物質がmTORC1活性を制御している可能性が示唆された。また、昨年度の結果と同様に、栄養素はmTORC2活性に影響を及ぼさない可能性が示唆された。肉用鶏ヒナを用いて、飼料成分による影響を調べた結果、タンパク質栄養、特に、リジンならびにアルギニンがmTORC1活性を制御している可能性が示唆された。次年度は、リジンならびにアルギニンがmTORC1ならびにmTORC2活性に及ぼす影響をin vitroとin vivoで検討する予定である。以上のことから、研究の目的を概ね順調に達成していると思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度は、mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1)ならびにmechanistic target of rapamycin complex 2 (mTORC2)活性を制御する因子として、鶏培養筋肉細胞を用いてリジンならびにアルギニンの影響を検討する予定である。リジンならびにアルギニンによるmTORC1ならびにmTORC2活性制御が明らかになれば、骨格筋タンパク質代謝による骨格筋量との関係性を明らかにすることが可能となる。また、今年度までに得られた結果から、鶏骨格筋においてmTORC1ならびにmTORC2活性をに対するリジンならびにアルギニンの影響を、in vivoで検討するため、鶏骨格筋のmTOR活性に対する飼料中リジンならびにアルギニン含量による影響を動物実験で検討し、栄養生理学的制御によるmTOR活性と骨格筋量との関係を調べる。飼料中リジンならびにアルギニン含量制御により、生体内でのホルモンならびに栄養素がどのような状態であるのかを確認するため、血中レベルで確認する。これらの栄養生理学的制御により、in vivoでの鶏骨格筋におけるmTORC1ならびにmTORC2活性に対する違いならびに栄養素の影響について明らかになる。
in vitroとin vivoの実験から、鶏骨格筋におけるmTORC1ならびにmTORC2活性と骨格筋量の関係が明らかになるとともに、栄養生理学的制御の可能性を示唆することが可能となる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度計画の細胞実験ならびに分析に関して、予定よりやや安価となり、現使用額で遂行できたため、次年度の予算と合算し物品費として使用予定である。物品費として120万円、旅費として10万円、人件費・謝金として10万円、その他として10万円を使用予定である。
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