TSC2可逆的アセチル化の時空間的な調節機構と概日リズムとの関連

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我々は昨年度、TSC2アセチル化の概日リズムに伴う変動について、主に培養細胞を用いた研究から１）生理的な環境下では脱アセチル化酵素SIRT1が関与すること、２）細胞内BMAL1のタンパク質発現量へ影響を及ぼすことを明らかにした。また、TSC2変異体のノックインマウスの作出にも成功した。本年度はノックインマウスのC57B6マウスへの戻し交雑を進めるとともに、ノックインマウスからMEF細胞を作製して表現型解析の一部を行い、TSC2変異体がもたらす概日リズムへの影響を検証した。MEF細胞はTSC2のアセチル化不全(KR)変異体をホモで持つマウスと、疑似アセチル化(KQ)変異体をホモで持つマウスそれぞれから作製した。TSC2がｍTORシグナリングの調節因子であることから、p70S6Kのリン酸化を指標にそれぞれの細胞でのｍTOR活性化状況を調べたところ、以前の変異体を強制発現させた293細胞で得られた結果と同様に、KRでは抑制され、KQでは活性化されていることが確認された。これらのMEF細胞における概日リズムを高FBS下でリズム同調後にBMAL1とPER1を指標として検証したところ、KR・KQいずれの細胞ともBMAL1とPER1の発現リズムが乱れていることが見いだされた。加えて、いずれの細胞とも高FBS下によるリズム同調に対して耐性を持つことも明らかとなり、これらのことから、概日リズムの同調や日内変動の維持にTSC2のアセチル化が重要な意味を持つことが示された。C57B6マウスへの戻し交雑は５世代目が得られており、２０２３年度には６世代マウスによる概日リズムの先行試験を予定している。KR・KQマウスともホモの雌雄個体で生殖可能であるが、KRの６ヶ月齢マウスでは野生型と比べ明らかな体重減少が観察されている。代謝系の異常が予想されるため、先行試験では代謝系の表現型解析も予定している。