| 研究課題/領域番号 |
20K11568
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| 研究機関 | 中部大学 |
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研究代表者 |
草野 由理 中部大学, 応用生物学部, 准教授 (90432252)
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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 | 植物ステロール / ジオスゲニン / 骨格筋 / 骨格筋細胞 / 筋量維持・増進 / 筋タンパク質 / 細胞融合 / 多核 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は運動時に骨格筋に惹起される生理作用に着目し、「食」が「運動」の代替刺激となり得るかという問いに取り組むものである。「運動」の主体を担う骨格筋は、単にエネルギー消費して身体に動きを与えるだけではなく、内分泌器官として体内環境を整える役割を担う。この作用を制御するのが骨格筋であり、骨格筋細胞における筋タンパク質の蓄積による維持・増強がカギとなる。「食」に期待されることとして、筋タンパク質合成に関わる材料の供給があるが、本年度得られた結果は、従来言われてる「食」がもつ活性とは別の作用をもつことを示す結果が得られたと考えている。
本年度は、マウス骨格筋芽細胞株C2C12細胞を用いて、ステロイドサポゲニンであるジオスゲニンの標的タンパク質を同定した。具体的には研究計画の課題1に相当する。昨年度までに、ジオスゲニンはC2C12細胞の細胞融合を亢進し、多核の骨格筋細胞への細胞分化を誘導し、さらにその細胞内に筋タンパク質の蓄積が認められることを見出している。阻害剤及びsiRNAを用いて、これらのジオスゲニンがもつ活性が阻害されることを明らかにした。さらにその標的タンパク質の骨格筋細胞における発現レベルの変化を明らかにし、ジオスゲニンがもつ活性制御への関与を示すデータが得られた。以上の結果は、昨年度までに得られている結果を裏付ける分子メカニズムを明らかにしたものであり、本研究課題に大きなアドバンテージとなる結果が得られたと考えている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初の計画では、本年度得られる結果は昨年度までの計画であり、昨年度、新型コロナウィルス感染予防の観点から、継続的な実験研究が遂行できず、その影響が大きいと考えている。しかし本年度得られた結果は、未解明の部分が多い骨格筋の細胞分化に関わる分子機構の解明に迫るものであり、想定以上の結果ではないかと考えている。本年度までに運動により骨格筋に惹起される3つの生理作用のうちの1つについて、食品成分がどのような作用機構により、運動にかわる効果をもたらすのかという点を明らかにすることができ、また研究計画における課題1に取り組み、それを証明するものとなっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度、本年度の研究により、ジオスゲニンの標的タンパク質を明らかにしたことから、「食」は筋タンパク質の合成に関わる材料提供以外の活性があることが示された。今後は骨格筋が担うもう一つのエネルギー消費器官としての作用に対する「食」の関与を明らかにする予定である。ジオスゲニンは未分化な骨格筋細胞である筋芽細胞を、多核の筋管細胞への細胞分化を誘導する作用があることを示した。今後は、骨格筋におけるエネルギー消費作用へのジオスゲニンの作用を明らかにするために、多核の細胞分化した骨格筋細胞に対する作用を検討する予定である。細胞レベルのエネルギー消費を制御するセンサータンパク質としてAMP活性化プロテインキナーゼ（AMP-activated protein kinase, AMPK）が知られている。これまでにジオスゲニン摂取ラットにおいて内臓脂肪の蓄積を低減する作用を報告しており（Kusano Y et al, J Nutr Sci Vitaminol, 65:421-9 (2019)）、またさらにこれまでの予備実験からジオスゲニンは多核の細胞分化したC2C12細胞において、その細胞内のAMPKを活性化することを示唆するデータを得ている。今後は、その活性化制御がどのようなメカニズムによるものかという点を明らかにする予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルス感染予防の影響により、参加を予定していた学会・研究打合せが遠隔となり、旅費を繰越すこととなった。また当初の予定より実験の実施が遅れており、未だ実施できていない実験がある。2020年度はその実験実施を予定していることから、物品費とあわせて使用することとした。
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