Fundamental research on mitochondrial function control to develop next-general foods for prevention of frailty

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ミトコンドリアの機能不全の対策がフレイル予防につながる。ミトコンドリアの機能不全は、結局エネルギー物質であるATPが不十分になることから始まる。ATPの産生は、ミトコンドリアの電子伝達系において、ナイアシンの補酵素型であるNADHの電子が酸素にわたされて水が生じる電子伝達系との共役により行われる。この過程においては、微量栄養素が主な機能を果たす。一方、活性酸素種の発生によりATP産生の抑制が起き、筋委縮が起こる。この過程で主な機能を果たすのは非栄養食品成分である。研究計画に従い、2022年度は、①栄養素がエネルギー代謝に与える影響と②非栄養食品成分の筋委縮への抑制効果を調べた。①ミトコンドリア内のNAD生合成経路経を解明するうえで、適切なモデルマウスを確立することが必要ある。ヒトを含む哺乳動物においても、ピリミジン補酵素（NAD+, NADH, NADP, NADPH）は、アミノ酸であるトリプトファンからのde novo生合成経路によって合成可能である。このトリプトファン－NAD経路を欠損したマウスにさまざまな量のビタミン体のナイアシン含有食を与えることにより、ナイアシン栄養状態が欠乏、不足、充足したマウスの作成に成功した。②筋萎縮の予防策として筋再生の促進が効果的であると考えられていることから、筋芽細胞から筋管細胞への分化に関与する遺伝子群に対する非栄養素の影響についてラットL6筋芽細胞を用いて検討した。その結果、代表的なポリフェノールのケルセチンが筋分化調節因子のMyf5とMyoGの発現を顕著に促進することが確認できたことから、ケルセチンは筋分化の誘導を介した筋再生の促進により筋萎縮を予防する可能性が示唆された。