食餌由来グルタミン酸の食餌制限における役割

膳食谷氨酸在饮食限制中的作用

• 批准号: 21K17698
• 负责人: 原田 綾乃
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tohoku University (2022)Kyoto University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K17698/
• 关键词: 食餌制限; グルタミン酸; 栄養; グルタミン酸トランスポーター; 腸管; 老化

本研究では、食事制限(Dietary restriction; DR)の作用機序の理解を目指し、ショウジョウバエの腸管における解析から明らかとなった２つのグルタミン酸トランスポーターに注目し解析を進めてきた。これらのグルタミン酸トランスポーターは、高栄養（Adlibitum; AL）条件下では、加齢に伴って発現が低く、DR条件下では高い発現を維持していた。遺伝学的手法を用いることで、腸管特異的にそれぞれのグルタミン酸トランスポーターのノックダウンを行ったところ、DR依存的な寿命延伸が短縮しており、グルタミン酸トランスポーターのDR依存的な寿命延伸効果への関与が明らかとなった。また、食餌由来のグルタミン酸の効果として、タンパク質源である酵母を餌から抜いた (0% yeast; 0YE) へグルタミン酸を添加 (0YE+Glu) すると減弱した寿命や自発活動量が大幅に回復するという結果が得られた。他の非必須アミノ酸添加実験と比較しても減弱した寿命のグルタミン酸添加による有意な回復が認められた。本年度は、食餌由来のグルタミン酸の効果に関する解析をさらに進めた。グルタミン酸を添加することで、体内への脂肪蓄積の増加が見られたため、脂肪酸から合成されるトリグリセリドの定量を行ったところ、0YE+Glu条件下では増加傾向が確認された。また、飢餓耐性実験を行ったところ、0YE+Glu条件下で飼育した個体は、0YE条件下で飼育した個体に比べ飢餓耐性が増加するという結果が示された。これらの結果から、体内に取り込まれた食餌由来のグルタミン酸における脂肪合成、エネルギー産生の進行が示唆された。これはDR依存的な寿命延伸効果の一つとして明らかとなっている脂肪合成の役割と一致しており、グルタミン酸におけるDR作用機序の一つとして示唆された。

在这项研究中，我们专注于两个谷氨酸转运蛋白从果蝇的肠道分析中揭示的，以了解饮食限制的作用机理（DR）。这些谷氨酸转运蛋白在高营养（AL）条件下与年龄相比较少表达，并且在DR条件下保持高表达。使用遗传技术，在肠道中专门敲除每个谷氨酸转运蛋白的敲低会缩短DR依赖性的寿命延伸，从而揭示了其参与谷氨酸转运蛋白的DR依赖性寿命扩展效应。此外，由于饮食来源的谷氨酸，将谷氨酸（0YE+GLU）添加到酵母（蛋白质源）中，从饮食中除去蛋白质源（0％酵母； 0 Yee），并显着恢复了减弱的寿命和自发活性水平。与其他非必需氨基酸添加实验相比，通过添加谷氨酸观察到衰减寿命的显着恢复。今年，我们进一步分析了饮食来源的谷氨酸的影响。谷氨酸的添加显示体内脂肪的积累增加，当定量从脂肪酸合成的甘油三酸酯时，在0YE+GLU的条件下确认了增加。此外，当进行饥饿的实验时，发现在0ye+Glu条件下饲养的个体与在0ye条件下提出的个体相比，增加了饥饿的耐药性。这些结果表明，从体内摄入的饮食中衍生出的谷氨酸的脂肪合成和能量产生进展。这与脂肪合成的作用是一致的，脂肪合成的作用已被揭示为DR依赖性寿命延伸效应之一，这表明它是谷氨酸作用DR作用的一种机制之一。