筋タンパクの分解と合成を制御する新規分子機構の解明

阐明控制肌肉蛋白质降解和合成的新分子机制

基本信息

批准号：
20J15551
负责人：
山田麻未
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15551/
关键词：
骨格筋オートファジー基質

项目摘要

我々は、筋特異的にオートファジー基質の発現を欠損または増強したマウスを作成し、オートファジー基質が抗酸化物質の発現を調節することを確認した。一方、オートファジー基質は抗酸化機能の制御の他、タンパクの合成を制御する可能性も報告されているが、骨格筋における機能を詳細に検討した報告は無い。そこで本年度は、筋タンパクの分解や合成に対するオートファジー基質の役割を解明することを目的とした。これを解明するため、課題1として筋特異的にオートファジー基質の発現を欠損または増強したマウスのタンパクの分解と合成に関連するタンパクの発現を測定した。タンパクの分解は、複数のオートファジー関連因子の発現変動を測定し評価した。その結果、欠損マウスは野生型マウスと比べて測定した全ての因子の発現に有意な違いは無かった。また増強マウスは、野生型マウスと比べてLC3-Iが減少したが他の因子の発現に有意な違いは無かった。タンパクの合成は、複数のmTORの下流因子の発現変動を測定し評価した。その結果、野生型マウスと比べて欠損マウスおよび増強マウスともにこれらの因子の発現に有意な違いは無かった。さらに課題2として、作成したマウスと野生型マウスにデキサメサゾン投与による筋萎縮を誘導した。その結果、欠損マウスは野生型マウスと比べて筋重量が減少する傾向を示したが、増強マウスは野生型マウスと比べて筋重量に有意な違いは無かった。前述したように、オートファジー基質は骨格筋の抗酸化機能を制御することを明らかにしている。そこで、これらのマウスに酸化ストレスの増大が起因となる筋萎縮を誘導した。その結果、欠損マウスは野生型マウスと比べて筋萎縮が有意に悪化し、増強マウスは筋萎縮が有意に軽減した。これらの結果より、骨格筋のオートファジー基質は抗酸化機能を向上することで酸化ストレスを軽減し、筋萎縮を軽減する因子であることが示唆された。

我们创建了缺乏或增强自噬底物肌肉特异性表达的小鼠，并确认自噬底物调节抗氧化剂的表达。另一方面，除了控制抗氧化功能外，还报告了自噬底物控制蛋白质的合成，但是在骨骼肌中尚未研究详细的报告。因此，今年的目的是阐明自噬底物在肌肉蛋白降解和合成中的作用。为了澄清这一点，作为任务1，我们测量了与蛋白质降解和合成相关的蛋白质的表达，而蛋白质降解和合成的表达缺乏或增强了自噬底物在肌肉中的表达。通过测量和评估多种自噬相关因素表达的变化来评估蛋白质降解。结果，与野生型小鼠相比，在缺陷小鼠中测得的所有因子的表达没有显着差异。此外，与野生型小鼠相比，增强的小鼠的LC3-I降低，但其他因素的表达没有显着差异。通过测量和评估MTOR多个下游因子的表达变化来评估蛋白质合成。结果，与野生型小鼠相比，这些因素在不足和增强的小鼠中的表达没有显着差异。此外，作为一项任务2，在产生的小鼠和野生型小鼠的小鼠中给予肌肉萎缩。结果表明，与野生型小鼠相比，有缺陷的小鼠显示出降低肌肉体重的趋势，而与野生型小鼠相比，增强的小鼠肌肉体重没有显着差异。如前所述，已显示自噬底物调节骨骼肌的抗氧化功能。因此，在这些小鼠中诱导氧化应激引起的肌肉萎缩。结果，与野生型小鼠相比，有缺陷的小鼠显着恶化肌肉萎缩，而增强的小鼠显着降低了肌肉萎缩。这些结果表明，骨骼肌中的自噬底物是通过改善抗氧化功能来减少氧化应激并减少肌肉萎缩的因素。