骨格筋細胞におけるアミノ酸エコシステムの解明

骨骼肌细胞氨基酸生态系统的阐明

基本信息

批准号：
20K19478
负责人：
長名シオン
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Electro-Communications (2022)Tohoku University (2020-2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

超高齢社会を迎える本国において, サルコペニア(加齢性筋減弱症)や不活動に伴う廃用性筋萎縮症患者の増加が問題となっている. このような健康課題を解決するためにも骨格筋量の調節メカニズムを明らかにすることは重要な課題である. これまでタンパク質分解系であるプロテアソームが骨格筋維持に不可欠であること明らかにしてきたが, その詳細なメカニズムについては不明であった. 本研究ではプロテアソームによるタンパク質分解由来のアミノ酸の再利用性について検討する. これまでの研究成果より, タンパク質分解由来アミノ酸はタンパク質合成には再利用されない可能性が明らかとなった. そこで分解由来ペプチドを処理するアミノペプチダーゼの働きに着目することとした. その結果, 筋芽細胞におけるアミノ酸飢餓ストレスやプロテアソーム阻害, オートファジー阻害は種々のアミノペプチダーゼ遺伝子発現を変動させることを明らかにした. 興味深いことにそれぞれの上記3つの条件間で変動するアミノペプチダーゼ遺伝子は異なっており, 依存的な制御機構の存在が考えられる. これらの結果は細胞内におけるタンパク質・アミノ酸代謝の維持にアミノペプチダーゼが寄与する可能性を示唆する. さらに網羅的なアミノペプチダーゼ遺伝子発現抑制実験の結果, 筋芽細胞の正常な筋分化に必須となるアミノペプチダーゼ分子を7つ同定した. 今後はアミノペプチダーゼに焦点を当てたアミノ酸リサイクル機構の解明に向けて取り組みたいと考えている.

随着日本进入超级老龄化社会，因缺乏活动而导致的肌肉减少症（与年龄相关的肌肉消耗疾病）和废用性肌萎缩症患者数量的增加已成为一个重要问题。迄今为止，人们已发现蛋白酶体（一种蛋白质降解系统）对于维持骨骼肌至关重要，但详细机制尚不清楚。在本研究中，我们将检查蛋白酶体蛋白水解产生的氨基酸的可重复使用性，从之前的研究结果来看，很明显，蛋白水解产生的氨基酸可能无法重复用于蛋白质合成。结果，我们发现氨基酸饥饿应激、蛋白酶体抑制和自噬抑制改变了成肌细胞中各种氨肽酶基因的表达。有趣的是，在上述三种条件之间波动的氨肽酶基因是不同的，这表明存在依赖性调节机制。此外，这些结果表明氨肽酶有助于维持细胞内的蛋白质和氨基酸代谢。综合氨肽酶基因表达抑制实验，我们鉴定了七种对成肌细胞正常肌肉分化至关重要的氨肽酶分子。未来，我希望以氨肽酶为重点，致力于阐明氨基酸循环机制。