筋内脂質に着目したサルコペニア発症機構の解明と新たな栄養食事療法の創出

以肌内脂质为中心阐明肌肉减少症的发病机制并创造新的营养饮食疗法

基本信息

批准号：
21H00805
负责人：
飯田薫子
金额：
$ 10.73万
依托单位：
Ochanomizu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度は以下の成果を得た。１）培養細胞での検討：これまで培養筋細胞に飽和脂肪酸であるパルミチン酸（PA）を負荷するとアポトーシスやミオシン重鎖（MHC）遺伝子の転写障害が生じることを確認してきた。本年度は、筋アポトーシスを抑制しうる食品因子の探索に着手した。アポトーシス誘導因子Baxのプロモーター領域を利用したレポーター遺伝子を作製し、マウス筋芽細胞株C2C12に導入し安定発現細胞株を樹立した。一方MHCの転写障害に関しては、PAがMHC遺伝子発現を制御する転写因子MyoDの転写活性を低下させることを明らかにした。さらにリン酸化部位であるセリン残基に変異を入れたMyoDの強制発現や、各種阻害剤を用い、PAによるMyoD活性低下にはprotein kinase Cによるリン酸化が関与することを明らかとした。２）動物を用いた検討；①ミトコンドリアの主要酵素であるクエン酸合成酵素のヘテロ欠損マウス（CS-KO）および野生型マウスに低糖高脂肪食（LCHFD）を与えると、CS-KOの心臓では野生型と比べ、エネルギー代謝に関わる複数の遺伝子の発現が上昇すること、骨格筋ではその差は認められず、蛋白合成に関わるシグナルが減弱することを明らかにした。さらにこれらのマウスにアンジオテンシンを投与し心臓のエネルギー需要を増加させると、LCHFD摂取時と同様、CS-KOの心臓では野生型と比べエネルギー代謝に関わる複数の遺伝子の発現が上昇し、一方、骨格筋ではI型筋線維を中心とする筋萎縮が生じることを見出した。②食事誘導性肥満マウスに坐骨神経切除を施すことにより肥満サルコペニアモデルマウスの作成を行い、さらにイソフラボンの一種であるdaidzeinを投与し、その効果を検討した。この結果、daidzein投与群では、筋内の脂質量が減少し、神経切除によるI型筋線維の萎縮が軽減する傾向が認められた。

今年，我们取得了以下成果。 1）使用培养细胞的研究：我们之前已经证实，向培养的肌肉细胞中加入饱和脂肪酸棕榈酸（PA）会导致肌球蛋白重链（MHC）基因的细胞凋亡和转录紊乱。今年，我们开始寻找可以抑制肌肉细胞凋亡的食物因子。我们利用凋亡诱导因子Bax的启动子区域构建了报告基因，并将其导入小鼠成肌细胞系C2C12中，建立稳定表达的细胞系。关于 MHC 转录障碍，我们发现 PA 降低了 MyoD 的转录活性，MyoD 是控制 MHC 基因表达的转录因子。此外，通过强制表达磷酸化位点丝氨酸残基突变的MyoD，并使用各种抑制剂，我们发现蛋白激酶C的磷酸化与PA引起的MyoD活性降低有关。 2）使用动物进行的研究；①当给主要线粒体酶柠檬酸合酶（CS-KO）杂合子小鼠和野生型小鼠（CS-KO的心脏）喂食低糖高脂饮食（LCHFD）时发现与野生型相比，涉及能量代谢的多个基因的表达增加，在骨骼肌中没有观察到差异，但与蛋白质合成相关的信号减弱。此外，当给这些小鼠施用血管紧张素以增加心脏能量需求时，与野生型相比，CS-KO心脏中涉及能量代谢的多个基因的表达增加，正如摄入LCHFD时的情况一样，我们发现肌肉萎缩。主要发生在I型肌纤维中。 ②我们通过对饮食诱导的肥胖小鼠进行坐骨神经切除术来制作肥胖性少肌症模型小鼠，然后给予大豆黄酮（一种异黄酮），以检查其效果。结果显示，黄豆苷元治疗组肌内脂质量减少，神经切除引起的I型肌纤维萎缩趋于减轻。