Role of exercise- and nutrition-induced changes in intermediate metabolites in maintaining and enhancing skeletal muscle mass
| Project/Area Number |
22K11554
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
中井 直也 滋賀県立大学, 人間文化学部, 教授 (90324508)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 骨格筋 / α-ketoglutarate / 中間代謝物 / 運動 / タンパク質合成 / 栄養 |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋量の維持・増進の方策提案は、健康寿命延伸のために必須の課題である。運動時や飢餓時は、タンパク質分解が亢進するがその後の栄養摂取によりタンパク質合成が分解を上回る。申請者は、グルコース枯渇後の骨格筋細胞にクエン酸回路の中間代謝物を添加するとタンパク質合成促進シグナルが上昇することを見出した。そこで本研究では、運動や栄養による中間代謝物の変動に着目し、細胞内外の中間代謝物が骨格筋のタンパク質合成と分解に及ぼす影響を検討し、そのメカニズムを明らかにすることを目的とする。本研究の実施により、中間代謝物を指標とした栄養摂取法や運動プログラム策定の基礎的知見を提供する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋の維持・増進の方策提案およびそのメカニズムの解明は、健康寿命延伸のために必須の課題である。運動時はエネルギー需要が高まり、タンパク質分解が亢進するがその後の栄養摂取によりタンパク質合成が分解を上回る。本研究では、運動や栄養摂取による中間代謝物の変動が骨格筋のタンパク質合成と分解に及ぼす影響を検討することを目的とした。2022年度は、クエン酸回路の中間代謝物であるα-ketoglutarate (AKG)がタンパク質合成促進シグナルを高めるメカニズムについて解析した。AKGの血中濃度は運動により上昇することが報告されている。マウス筋芽由来の培養細胞であるC2C12筋管細胞をグルコース不含培地で培養するとタンパク質合成促進シグナルの指標であるp70 S6 kinase (p70S6K)のリン酸化が低下するが、AKGの前駆体である細胞膜透過性のdimethyl-AKG (DMKG)の添加によりp70S6Kのリン酸化が一部回復した。一方、別のクエン酸回路の中間代謝物であるコハク酸の添加はp70S6Kのリン酸化に影響を及ぼさなかった。DMKG添加によるタンパク質合成促進シグナルの活性化には、AKG脱水素酵素の阻害剤により抑制されたことから、クエン酸回路を始めとする代謝経路の回復が一部関与していることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画調書にしたがっておおむね順調に研究が進んでいる。クエン酸回路の中間代謝物であるα-ketoglutarate (AKG)の前駆体添加がタンパク質合成促進シグナルを回復させるメカニズムの一部を明らかにすることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画調書の年次計画にしたがって、研究を進めていくが、培養細胞を対象とした解析に加え、マウス個体における中間代謝物の変動、特にAKGがタンパク質合成と分解に及ぼす影響についての検討を実施する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
