アミノ酸による筋細胞のエネルギー代謝調節機構の解明

アミノ酸はタンパク質の構成要素であるだけでなく、エネルギー物質および細胞内シグナル分子として機能する。一方で、アミノ酸は細胞内において様々な物質に代謝されるため、エネルギー代謝に直接または間接的に影響すると予想される。これまでに、不可欠アミノ酸と培養細胞（筋細胞または肝細胞）のエネルギー代謝(解糖とミトコンドリアの呼吸)の関係について調べており、一部のアミノ酸は細胞の解糖を抑制することを報告した。本研究では、可欠アミノ酸が培養細胞のエネルギー代謝に与える影響について精査した。本年度はマウス筋芽細胞C2C12および肝細胞AML12に対し、12種類の可欠アミノ酸をそれぞれ添加し、細胞外フラックスアナライザー(Seahorse XFp, Agilent)によりエネルギー代謝に与える影響を観察した。その結果、特定のアミノ酸添加により解糖の指標であるECAR（細胞外酸性化速度）が有意に上昇、つまり解糖が亢進することがわかった。しかしながらC2C12筋芽細胞を分化させた筋管では有意な変化が見られなかった。これは筋芽細胞と筋管では測定時の細胞数や細胞密度が異なり、効果的なアミノ酸濃度が異なることが原因であると予想される。現在、この作用の再現性と機序について確認しており、生体レベルでの検証も進める予定である。基本的な栄養素であるアミノ酸により生体のエネルギー代謝を速やかに変化させる新たな機構が解明されれば、食物摂取と代謝制御の関係を深く理解することができる。

アミノ酸はタンパク質の構成要素であるだけでなく、エネルギー物質および細胞内シグナル分子として機能する。一方で、アミノ酸は細胞内において様々な物質に代謝されるため、エネルギー代謝に直接または間接的に影響すると予想される。これまでに、不可欠アミノ酸と培養細胞（筋細胞または肝細胞）のエネルギー代謝(解糖とミトコンドリアの呼吸)の関係について調べており、一部のアミノ酸は細胞の解糖を抑制することを報告した。本研究では、可欠アミノ酸が培養細胞のエネルギー代謝に与える影響について精査した。本年度はマウス筋芽細胞C2C12および肝細胞AML12に対し、12種類の可欠アミノ酸をそれぞれ添加し、細胞外フラックスアナライザー(Seahorse XFp, Agilent)によりエネルギー代謝に与える影響を観察した。その結果、特定のアミノ酸添加により解糖の指標であるECAR（細胞外酸性化速度）が有意に上昇、つまり解糖が亢進することがわかった。しかしながらC2C12筋芽細胞を分化させた筋管では有意な変化が見られなかった。これは筋芽細胞と筋管では測定時の細胞数や細胞密度が異なり、効果的なアミノ酸濃度が異なることが原因であると予想される。現在、この作用の再現性と機序について確認しており、生体レベルでの検証も進める予定である。基本的な栄養素であるアミノ酸により生体のエネルギー代謝を速やかに変化させる新たな機構が解明されれば、食物摂取と代謝制御の関係を深く理解することができる。