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骨格筋収縮中におけるカルニチントランスポーターの活性調節機構の解明

Research Project

Project/Area Number 10J06848
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sports science
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

古市 泰郎  金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords骨格筋 / カルニチン / OCTN2 / 筋収縮 / 脂質代謝 / 細胞内局在 / 血流速度 / トランスポーター / 薬物動態 / 細胞膜輪送
Research Abstract

カルニチンは骨格筋のエネルギー代謝に必須であり、その細胞内availabilityは脂質代謝の律速の1つである。骨格筋のカルニチンはトランスポーターOCTN2によってのみ供給されているが、骨格筋収縮中におけるカルニチン動態、およびOCTN2の役割については不明である。本研究では、筋収縮時に骨格筋はカルニチンの取り込みを増加きせるという仮説を検証し、さらに筋収縮中における
OCTN2の挙動を捉えることを目的とした。
ラットin vivoにおける骨格筋へのカルニチン取り込み速度(CL_<uptake>)を評価するためにインテグレーションプロット法を用いた。電気刺激によって筋収縮を引き起こした脚では、CL_<uptake>が対照脚よりも有意に高値を示した。また、骨格筋のカルニチン固有クリアランス(CL_<int>)も筋収縮によって増加し、カルニチン輸送の増加は血流律速ではないことが示された。
続いて、筋収縮に伴うOCTN2の細胞内局在の変化を免疫染色とウエスタンブロッティングによって検証した。共焦点顕微鏡で腓腹筋のOCTN2の細胞内局在を筋収縮の有無で比較したところ、収縮脚では細胞膜タンパクであるジストロフィンとOCTN2の共局在性が強調された。また、高濃度塩処理を用いた分画方法によって細胞膜画分を抽出し、細胞膜のOCTN2量をウエスタンブロッティングによって定量した。その結果、筋収縮を行った筋では細胞膜画分におけるOCTN2量が対照脚より50%程度高値を示した。以上の知見から、筋収縮は細胞膜画分のOCTN2を増加させることが示された。
本研究の成果は筋収縮時のエネルギー産生の維持にOCTN2が機能的に関わっていることを示し、脂質代謝過程におけるカルニチン輸送調節の重要性を示唆した。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Muscle contraction increases carnitine uptake via translocation of OCTN22012

    • Author(s)
      Furuichi Y.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: Vol.418 Issue: 4 Pages: 774-779

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.01.101

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 骨格筋エネルギー代謝におけるカルニチントランスポーターの役割2012

    • Author(s)
      古市泰郎
    • Journal Title

      体力科学

      Volume: (In press)

    • NAID

      10030430857

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of muscle temperature on muscle oxygenation kinetics during contraction2011

    • Author(s)
      Takakura H, Yamada T, Furuichi Y, Iwanaka N, Masuda K
    • Journal Title

      北陸体育学会紀要

      Volume: 47 Pages: 11-19

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] OCTN2 is associated with carnitine transport capacity of rat skeletal muscles.2010

    • Author(s)
      Furuichi Y, Sugiura T, Kato Y, Shimada Y, Masuda K
    • Journal Title

      Acta Physiologica

      Volume: 200 Pages: 57-64

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 骨格筋培養細胞を用いたカルニチン取り込み活性調節機序の検証2011

    • Author(s)
      古市泰郎
    • Organizer
      第66回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      海峡メッセ下関(山口県)
    • Year and Date
      2011-09-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋収縮に伴うカルニチントランスポーター(OCTN2)の細胞内局在の変化2011

    • Author(s)
      古市泰郎
    • Organizer
      第19回日本運動生理学会大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県)
    • Year and Date
      2011-08-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Muscle contraction increases camitine uptake via the cellular redistribution of OCTN22011

    • Author(s)
      Furuichi Y.
    • Organizer
      American College of Sports Medicine 58th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Colorado Convention Center (USA)
    • Year and Date
      2011-06-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨格筋におけるカルニチントランスポーターOCTN2の役割-ライブセルを用いたカルニチン取り込み機構の検討-2011

    • Author(s)
      古市泰郎, 岩中伸壮, 山田達也, 高倉久志, 増田和実
    • Organizer
      平成22年度北陸体育学会大会
    • Place of Presentation
      石川県政記念しいのき迎賓館(石川県)
    • Year and Date
      2011-03-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] インスリン刺激によるカルニチン代謝と筋収縮特性の変化2011

    • Author(s)
      仙石将太, 古市泰郎, 高倉久志, 山田達也, 岩中伸壮, 増田和実
    • Organizer
      平成22年度北陸体育学会大会
    • Place of Presentation
      石川県政記念しいのき迎賓館(石川県)
    • Year and Date
      2011-03-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] カルニチントランスポーターの発現様相の筋線維タイプ間比較2011

    • Author(s)
      米田真平, 山田達也, 古市泰郎, 岩中伸壮, 増田和実
    • Organizer
      平成22年度北陸体育学会大会
    • Place of Presentation
      石川県政記念しいのき迎賓館(石川県)
    • Year and Date
      2011-03-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋収縮に伴うOCTN2のトランスロケーションとカルニチン取り込みの亢進2010

    • Author(s)
      古市泰郎, 高倉久志, 花井淑晃, 増田和実
    • Organizer
      第65回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      千葉商科大学(千葉県)
    • Year and Date
      2010-09-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨格筋カルニチントランスポーター(OCTN2)の細胞内局在と筋線維タイプによる発現の違い2010

    • Author(s)
      古市泰郎, 高倉久志, 山田達也, 花井淑晃, 橋本健志, 増田和実
    • Organizer
      第18回日本運動生理学会大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県)
    • Year and Date
      2010-07-31
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Localization and function of carnitine/organic cation transporter OCTN2 in the skeletal muscles.2010

    • Author(s)
      Furuichi Y, Sugiura T, Kato Y, Shimada Y, Hashimoto T, Masuda K
    • Organizer
      American College of Sports Medicine 57th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Baltimore Convention Center (USA)
    • Year and Date
      2010-06-03
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~masuda/index.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~masuda/index.html

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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