O結合グリコシル化制御に基づくサルコペニアの新規治療法開発

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本研究は加齢における骨格筋萎縮の進展にタンパク合成や分解に関わる種々のタンパクのO-GlcNAc化修飾が重要な役割を果たしていることを明らかにすることであった。まず、加齢マウス（3-18か月齢）から骨格筋を取り出し、実験を行った。12か月齢ころより、骨格筋萎縮（骨格筋重量減少、骨格筋細胞径縮小）が観察され、18か月齢では有意に骨格筋萎縮が起こった。タンパク合成系の鍵分子であるAktのリン酸化が低下し、同時にmTORのリン酸化も減少した。一方、分解系のユビキチンリガーゼであるAtroginやMurfタンパクは増加した。O-GlcNAc化は骨格筋抽出タンパク全体では、１２か月齢ころから増加する傾向があり、１８か月では有意に増加した。しかしながら、分子量毎にO-GlcNAc化の増減に違いがあった。現在、O-GlcNAc化修飾を受けたタンパクを質量分析法で解し、O-GLcNAc化が増減したタンパクを同定中である。O-GlcNAc化制御機構であるヘキソサミン生合成経路の評価では、骨格筋におけるGFAT1やGFAT2が増加したが、この結果は骨格筋抽出タンパク全体でのO-GLcNAc化増加と一致した。次に、C2C12骨格筋培養細胞を用いて、骨格筋萎縮とO-GlcNAc化修飾との関連を検討した。GFAT抑制薬である6-Diazo-5-oxo-L-norleucin（DON）をC2C12培養細胞に添加したところ、O-GlcNAc化は増加した。この時、Aktのリン酸化は低下し、AtroginやMurFタンパクは増加した。この実験において、C2C12培養細胞の形態変化（細胞径の縮小）が観察されるかどうかを解析中である。