Aging-dependent conversion of nutrient intake and metabolic cycles from cellular to organ levels

营养摄入和代谢周期从细胞水平到器官水平的衰老依赖性转化

基本信息

批准号：
22K11742
负责人：
康宇鎮
金额：
$ 2.58万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々の体を作るあらゆる細胞は、ミトコンドリアを中心にエネルギー産生を行う。多くの細胞では、好気的条件下ではTricarboxylic acid (TCA)回路を使ったATP産生が行われる。したがって、この回路に異常が起こると体内でのATPの産生量が制御できなくなり、細胞機能の異常から、最終的には死に至る。TCA回路の律速酵素は「クエン酸合成酵素」であるが、この酵素に「非ミトコンドリア型」が存在することは知られていない。我々の研究から、非ミトコンドリア型クエン酸合成酵素(extra-mitochondrial citrate synthase, 以下eCS)が生体機能の調節に重要な役割を担っていることがわかったきた。さらに我々は、ミトコンドリア以外のオルガネラや細胞質を結ぶ非ミトコンドリア型のTCA回路（extra-mitochondrial TCA回路、以下eTCA回路）の存在を推測し、証明に取り組んでいる。eCs遺伝子欠損マウスは興味深いことにマウスの遺伝的背景を黒色系統のC57BL/6にしたところ、eCs遺伝子欠損マウスは灰色を呈した。毛色を決定する遺伝子はすべて同定されたはずであるが、eCSは色素形成を調節しているタンパク質として働いている可能性が出てきた。そこで、マウスの背中の4種類の毛のうち2種類（AwlとZigzag）を比較したところ、eCs遺伝子欠損マウスでは明らかに含有されるメラニン色素の量が少なかった。そこで毛を回収し、抽出液中に含まれるメラニン色素の量を吸光度で測定したところ、有意な差がみられた。また、eCs遺伝子を欠損させた領域にはベータ-ガラクトシダーゼ（LacZ）遺伝子を挿入していたため、LacZ染色によってeCs遺伝子の発現領域を調べたところ、小脳の特定の神経細胞層にeCSの発現することがわかった。

每个使我们人体产生能量的细胞，主要是线粒体。在许多细胞中，在有氧条件下使用三羧酸（TCA）电路进行ATP的产生。因此，如果在此电路中发生异常，则无法控制体内产生的ATP量，从而导致细胞功能异常，最终导致死亡。 TCA循环中的限速酶是“柠檬酸合酶”，但尚不清楚该酶具有“非互环类型”。我们的研究表明，非柠檬酸酸盐合酶（EC）在调节生物学功能中起重要作用。此外，我们正在猜测并努力证明存在连接非单位软件细胞器和细胞肿瘤的非单位角色TCA电路（线粒体外TCA电路）的存在。有趣的是，ECS缺陷小鼠的黑色谱系为C57BL/6，ECS基因缺陷型小鼠为灰色。确定外套颜色的所有基因都必须被鉴定出来，但似乎EC可以充当调节色素沉着的蛋白质。因此，当比较小鼠背面的四种头发中的两种（awl和Zigzag）时，缺乏ECS基因的小鼠中所含的黑色素色素量显然很小。然后收集头发，并使用吸光度测量提取物中的黑色素色素量，并发现显着差异。此外，由于将β-半乳糖苷酶（LACZ）基因插入了ECS基因缺失的区域，因此通过LACZ染色检查了ECS基因的区域，并且发现ECS在小脑的特定神经元层中表达。