運動によるミトコンドリア新生におけるエピジェネティクス制御

运动诱导的线粒体形成的表观遗传调控

基本信息

批准号：
12J08668
负责人：
北岡祐
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J08668/
关键词：
ミトコンドリア運動酸化ストレス PGC-1α クレアチンキナーゼ PGC 1α

项目摘要

C57BL/6マウスを実験動物として用い、骨格筋サンプル100mgから不純物の混入を起こすことなくミトコンドリアを単離するに成功した。具体的な方法としては、筋サンプルをホモジェナイズした後にPercollgradientを用い超遠心することによって単離した。さらに、昨年度行った一過性の運動によるミトコンドリア新生を検討する実験に加えて、本年度は除神経による不活動モデルを用い実験を行った。座骨神経の除神経手術から10日後に腓腹筋サンプルを採取しWestern Blotting法によりタンパク質量を測定したところ、ミトコンドリア新生のマスター遺伝子として知られるPGC-1αやグルコースのトランスポーターであるGLUT4のタンパク質量が有意に減少していることを確認した。さらに、PGC-Iaの制御因子として知られるAMPKの活性化剤であるAICARを投与することでその減少を防ぐことができることを報告した。これらのミトコンドリア量の変化においてエピジェネティックな制御機構がどのように関与しているのか、に関しては今のところ不明である。また、酸化ストレスとミトコンドリアとの関連性について検討するため、先天性の代謝性筋疾患として知られるマッカードル病(糖原病V型)患者の外側広筋から採取したバイオプシーサンプルに関して、タンパクおよび脂肪の酸化ストレスマーカーとして知られるProtein carbonylと4-HNE、さらに抗酸化遺伝子のマスター遺伝子として知られるNrf2のタンパク質量をWestern Blotting法により測定を行った。その結果、酸化ストレスがコントロール群と比べて有意に増加していることが確認された一方で、核内に存在するNrf2タンパク質量も有意に増加していることが明らかとなった。Nrf2の増加はImmunofluorescent stainingによっても確認した。しかしながら、COXやクエン酸シンターゼなどのミトコンドリア酵素活性についてはコントロール群との間に有意な差はみられなかった。

使用C57BL/6小鼠作为实验动物，将线粒体成功地从100毫克的骨骼肌样品中分离出来而没有杂质。一种特定的方法是使肌肉样品均匀，然后通过使用过滤器进行超速离心分离。此外，除了去年进行的实验以检查由瞬时运动引起的线粒体再生外，我们还使用了今年使用神经支配引起的无效模型进行了实验。坐骨神经去神经手术十天后，收集了胃肌样品，并使用蛋白质印迹测量了蛋白质水平，并确认PGC-1α的蛋白质水平（称为线粒体发育的主基因），Glut4（Glut4），葡萄糖转运蛋白的Glut4蛋白质水平已大大降低。此外，据报道，可以通过管理AICAR，AMPK的激活剂（称为PGC-IA的调节剂）来预防减少。目前尚不清楚线粒体水平的这些变化中如何参与这些变化的表观遗传调节机制。为了研究氧化应激与线粒体之间的关系，蛋白羰基和4-HNE的蛋白质数量，称为蛋白质和脂肪的氧化应激标志物，NRF2，NRF2，被称为抗氧化基因的主要基因，是使用西方疾病的生物疾病疾病（gopsy samece and typecy）的抗氧化基因的抗氧化基因的基因，该基因是近期疾病的生物疾病，该疾病是McAldus疾病的疾病。使用蛋白质印迹法，先天性代谢肌肉疾病。结果，已经证实，与对照组相比，氧化应激显着增加，但核中存在的NRF2蛋白量也显着增加。免疫荧光染色也证实了NRF2的增加。但是，线粒体酶的活性（例如Cox和柠檬酸盐合酶和对照组）之间没有显着差异。