オートファジーに対するアミノ酸のシグナリング機構

本研究は、細胞内タンパク質の大部分を占める長寿命タンパク質の分解を担うオートファジー(自食作用)について、その調節に関わるアミノ酸の作用機構を探る試みである。本年度の研究計画に基づいて得られた成果は以下の通りである。1.オートファジーに対するアミノ酸の作用機構:アミノ酸作用の細胞内情報仲介因子の存在を証明するため、調節性アミノ酸を灌流して刺激した肝臓から低分子抽出物を調製し、バイオアッセイ系としてのα-トキシン処理細胞(低分子物質を自由に透過させ、かつオートファジーを維持)を用いて活性因子を検索した。その結果、活性画分は熱、酸に安定であり、アルカリで失活、酢酸エチルによる有機溶媒により、酸・中性画分として抽出された。また、^<14>C-sucroseの自食胞画分への取り込み実験より、この画分はオートファジー経路のうちアミノ酸の作用点である自食胞形成段階に作用することが確かめられた。現在、さらにHPLCなどによる分画・精製を進めている。2.ホルモンに対する修飾因子としてのアミノ酸の作用機構:アミノ酸はインスリンと同じくオートファジーを抑制する。インスリンとアミノ酸のタンパク質合成調節のシグナリング経路であるmTOR経路がオートファジーにおいても関与する可能性を検討した。mTOR経路の特異的阻害剤rapamycinを用いて調べた結果、インスリンはオートファジーにおいてもmTORを経由するが、アミノ酸はまた独自の経路を使っていることが証明された。また、PI 3-kinaseの阻害剤であるwortmanninによる実験からはこの酵素がオートファジーの形成そのものには関与するが、アミノ酸のシグナリングには関与しないことが示された。

本研究は、細胞内タンパク質の大部分を占める長寿命タンパク質の分解を担うオートファジー(自食作用)について、その調節に関わるアミノ酸の作用機構を探る試みである。本年度の研究計画に基づいて得られた成果は以下の通りである。1.オートファジーに対するアミノ酸の作用機構:アミノ酸作用の細胞内情報仲介因子の存在を証明するため、調節性アミノ酸を灌流して刺激した肝臓から低分子抽出物を調製し、バイオアッセイ系としてのα-トキシン処理細胞(低分子物質を自由に透過させ、かつオートファジーを維持)を用いて活性因子を検索した。その結果、活性画分は熱、酸に安定であり、アルカリで失活、酢酸エチルによる有機溶媒により、酸・中性画分として抽出された。また、^<14>C-sucroseの自食胞画分への取り込み実験より、この画分はオートファジー経路のうちアミノ酸の作用点である自食胞形成段階に作用することが確かめられた。現在、さらにHPLCなどによる分画・精製を進めている。2.ホルモンに対する修飾因子としてのアミノ酸の作用機構:アミノ酸はインスリンと同じくオートファジーを抑制する。インスリンとアミノ酸のタンパク質合成調節のシグナリング経路であるmTOR経路がオートファジーにおいても関与する可能性を検討した。mTOR経路の特異的阻害剤rapamycinを用いて調べた結果、インスリンはオートファジーにおいてもmTORを経由するが、アミノ酸はまた独自の経路を使っていることが証明された。また、PI 3-kinaseの阻害剤であるwortmanninによる実験からはこの酵素がオートファジーの形成そのものには関与するが、アミノ酸のシグナリングには関与しないことが示された。