運動後の筋グリコーゲン超回復にともなって生じるインスリン感受性低下のメカニズム

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780026
• Research Institution: Niigata University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 川中 健太郎 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (80339960)
• Keywords: グリコーゲン / 骨格筋 / グルコース / Gene Chip / インスリン / 運動 / 遺伝子発現 / GLUT4

Research Abstract

ラット上肢から摘出したEpitrochlearis(EPI)筋をフラスコ内で非代謝性グルコース類似体の2-deoxuglucose(2DG)とインキュベーションした。2DGは筋細胞内に取り込まれた後、リン酸化されて2DG-6-phosphate(2DG6P)になりそれ以上代謝されずに蓄積する。そこで、20分間の2DG-6-Pの細胞内蓄積量を酵素法を用いて蛍光光度計によって測定することによって、放射性同位元素を使用せずに骨格筋のブドウ糖取り込み速度を測定する方法の確立を行った。さらに、摘出したEPI筋を高濃度のグルコース(40mM)およびインスリン(10mU/ml)とともに6時間インキュベーションした。その結果、コントロールに比べて筋グリコーゲン濃度が著しく増加し(50umol/g tissue vs.12umol/g tissue)、さらに、この筋ではインスリン刺激時の2DG6P蓄積速度が約40%低下していた。これは、運動後の筋グリコーゲン超回復にともなうインスリン感受性低下を模したモデルである。
さらに、このグリコーゲン大量蓄積筋における遺伝子発現をGene Chipを用いて検討した。その結果、EST197038がグリコーゲン大量蓄積筋において発現量が16.5倍にも増加していた。このEST197038は、Human G0/G1 switch protein (G0S2 protein)と高いホモロジーを示すタンパクである。骨格筋でG0/GI switch proteinが発現している生理的意義、さらに、グリコーゲン大量蓄積にともないこのタンパクの発現が増加する意味は今のところ不明である。今後、我々は、このG0/GI switch proteinが筋の過剰栄養状態(グリコーゲン過剰蓄積状態)を伝えるシグナルとしての何らかの役割を担うものとして、その機能を探る予定である。