ミオグロビン発現制御機構および生理機能の解明と有酸素性運動能力向上への応用

• Project/Area Number: 26750314
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Sports science
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 岩中 伸壮 立命館大学, スポーツ健康科学部, 非常勤講師 (80584002)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ミオグロビン / シグナル伝達

Outline of Annual Research Achievements

平成27年度は、細胞・動物実験によりミオグロビン発現に関わるシグナル経路の検討を実施した。骨格筋細胞株に対し、細胞内cAMP濃度の増加を介しPKAを活性化させるメチルキサンチン類 (カフェイン・テオフィリン)を添加した結果、ミオグロビンの遺伝子・タンパク質発現が有意に増加した。また、ミトコンドリア生合成ならびに脂質代謝に関連する遺伝子発現に関しても、同様に有意な増加が観察された。PKAの阻害剤であるKT5720は、メチルキサンチン類によるミオグロビンの遺伝子発現の増加を抑制した。
細胞実験において、ミオグロビン生合成を制御することが示唆されたcAMP/PKA経路が、生体においてもミオグロビン発現に関与しているかを検討するため、C57BL/6マウスに対するテオフィリンの慢性投与実験を行った。テオフィリンの慢性投与により、体重ならびに脂肪組織重量の有意な減少が見られたが、腓腹筋・足底筋・ヒラメ筋におけるミオグロビンの発現量に関しては有意な増加が見られなかった。
以上から、細胞実験により、cAMP/PKA経路がミオグロビン生合成を制御する新規経路であることが示唆されるが、生体実験において同様の経路が作用し得るかに関しては今後の検討課題である。

Research Products

• [Journal Article] Myoglobin and the Regulation of Mitochondrial Respiratory Chain Complex IV (2016)
  • Author(s): Yamada T, Takakura H, Jue T, Hashimoto T, Ishizawa R, Furuichi Y, Kato Y, Iwanaka N, Masuda K
  • Journal Title: The Journal of Physiology Volume: 594 Issue: 2 Pages: 483-495
  • DOI: 10.1113/jp270824
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dehydroepiandrosterone activates AMP kinase and regulates GLUT4 and PGC-1α expression in C2C12 myotubes (2015)
  • Author(s): Yokokawa T, Sato K, Iwanaka N, Honda H, Higashida K, Iemitsu M, Hayashi T, Hashimoto T
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 463 Issue: 1-2 Pages: 42-47
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.05.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mixed lactate and caffeine compound increases satellite cell activity and anabolic signals for muscle hypertrophy. (2015)
  • Author(s): Oishi Y, Tsukamoto H, Yokokawa T, Hirotsu K, Shimazu M, Uchida K, Tomi H, Higashida K, Iwanaka N, Hashimoto T.
  • Journal Title: Journal of Applied Physiology Volume: 118 Issue: 6 Pages: 742-9
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00054.2014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 3T3-L1細胞において、dehydroepiandrosteroneはAMPキナーゼの活性化を介して脂肪細胞分化を抑制する (2015)
  • Author(s): 横川拓海，佐藤幸治，成澤諒子，木戸康平，森理紗子，岩中伸壮，林達也，橋本健志.
  • Organizer: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 兵庫県神戸市、神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-02
• [Presentation] C2C12骨格筋細胞において、カルシウムシグナルならびにAMP kinase がPGC-1 related coactivatorの遺伝子発現に及ぼす影響の検討 (2015)
  • Author(s): 横川拓海，大崎智彦，岩中伸壮，林達也，橋本健志.
  • Organizer: 第70日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 和歌山県和歌山市、和歌山県県民文化会館
  • Year and Date: 2015-09-20
• [Presentation] C2C12骨格筋細胞においてテオフィリンが糖・脂質代謝関連遺伝子発現に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 大崎智彦，横川拓海，木戸康平，岩中伸壮，橋本健志.
  • Organizer: 第70日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 和歌山県和歌山市、和歌山県県民文化会館
  • Year and Date: 2015-09-20
• [Presentation] Caffeine Treatment Stimulates Myoglobin Synthesis via cAMP Signaling in L6 Skeletal Muscle Cells. (2014)
  • Author(s): Nobumasa Iwanaka, Takumi Yokokawa, Takashi Fujita, Kazumi Masuda, Takeshi Hashimoto
  • Organizer: ACSM Conference on Integrative Physiology of Exercise
  • Place of Presentation: Eden Roc Miami Beach, Florida, USA
  • Year and Date: 2014-09-18
• [Book] アンチエイジングシリーズ4 進化する運動科学の研究最前線（第3章、第2節） (2014)
  • Author(s): 橋本健志、岩中伸壮
  • Total Pages: 440
  • Publisher: NTS