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2015 Fiscal Year Annual Research Report

熱ショックタンパク質が骨格筋AMPK/SIRT1活性増強に及ぼすメカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 14J00286
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

後藤 亜由美  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Keywords骨格筋 / AMPK / 熱刺激 / 糖輸送 / heat shock protein / グリコーゲン合成
Outline of Annual Research Achievements

近年、骨格筋におけるheat shock protein(HSP)72の発現増加が耐糖能障害を改善する可能性が報告されているが、そのメカニズムは不明な点が数多く残されている。当初の本研究では、ラットへの熱刺激や薬剤負荷によって骨格筋のHSP72を増加させた状態を作成し、糖代謝活性の変化やそのメカニズムについて検討する予定であった。しかしこの研究過程において、ラット単離骨格筋に対して短時間(30分以内)の温熱刺激(42℃)を与えると、HSP72が増加しないにもかかわらず、糖代謝の重要過程である骨格筋糖輸送が亢進することを見出した。さらに糖輸送亢進のメカニズムとして、糖代謝制御分子である5’ AMP activated protein kinase(AMPK)が活性化され、glucose transporter(GLUT)4のトランスロケーションが誘導されることが示唆された。また、温熱刺激はエネルギー代謝の指標であるグリコーゲン貯蔵量を有意に減少させ、グリコーゲン合成速度を有意に亢進させた。一方、温熱刺激はタンパク質合成シグナルを負に制御することが示された。したがって、温熱刺激によって骨格筋内へ取り込まれたグルコースは、グリコーゲン合成を促進させ、枯渇したグリコーゲンを補充するために利用されると推察される。今回の検討では、温熱刺激はグリコーゲン合成速度を有意に亢進させることが明らかとなり、運動類似の生理学的作用を有する可能性が示唆された。温熱刺激が運動類似効果を有するのであれば、怪我や疾病、加齢により運動が困難になった人に対する、骨格筋糖代謝機能の維持・改善を目的とした運動擬似効果を得るための物理療法になる可能性を示唆している。
さらに今回の研究は、短時間の温熱刺激がHSP72とは独立して、骨格筋糖代謝を急性的に亢進する可能性を示唆する有力な結果であることがいえる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Caffeine affects myotube size as well as regulates protein degradation and protein synthesis pathways in C2C12 skeletal muscle cells.2016

    • Author(s)
      Egawa T, Ohno Y, Goto A, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Hayashi T, Goto K.
    • Journal Title

      J Caffeine Res.

      Volume: in press Pages: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microcurrent electrical neuromuscular stimulation facilitates regeneration of injured skeletal muscle in mice.2015

    • Author(s)
      Fujiya H, Ogura Y, Ohno Y, Goto A, Nakamura A, Ohashi K, Uematsu D, Aoki H, Musha H, Goto K.
    • Journal Title

      J Sports Sci Med.

      Volume: 14 Pages: 297-303

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of AMPK in regulating slow-twitch muscle atrophy during hindlimb unloading in mice.2015

    • Author(s)
      Egawa T, Goto A, Ohno Y, Yokoyama S, Ikuta A, Suzuki M, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Hayashi T, Goto K.
    • Journal Title

      Am J Physiol Endocrinol Metab.

      Volume: 309 Pages: E651-E662

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00165.2015.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Heat stress acutely activates insulin-independent glucose transport and 5'-AMP-activated protein kinase prior to an increase in HSP72 protein in rat skeletal muscle.2015

    • Author(s)
      Goto A, Egawa T, Sakon I, Oshima R, Ito K, Serizawa Y, Sekine K, Tsuda S, Goto K, Hayashi T.
    • Journal Title

      Physiol Rep.

      Volume: 3 Pages: e12601

    • DOI

      10.14814/phy2.12601.

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 短時間の熱刺激が骨格筋糖代謝に与える影響2016

    • Author(s)
      後藤亜由美、江川達郎、関根圭一、佐近一翔、大島里詠子、津田諭志、林達也
    • Organizer
      第51回日本理学療法学術大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [Presentation] 短時間の熱刺激が骨格筋糖輸送活性ならびに5’ -AMP-activated protein kinase(AMPK)に与える影響2016

    • Author(s)
      後藤亜由美、江川達郎、佐近一翔、関根圭一、大島里詠子、津田諭志、林達也
    • Organizer
      第59回日本糖尿病学会年次学術集会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2016-05-19 – 2016-05-21
  • [Presentation] Acute heat stress (HS) stimulates 5’adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and insulin-independent glucose transport in rat skeletal muscle.2015

    • Author(s)
      Goto A, Sakon I, Oshima R, Sekine K, Tsuda S, Egawa T, Hayashi T.
    • Organizer
      The 8th Asia-Oceania Conference on Obesity (AOCO2015)
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2015-10-02 – 2015-10-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Possible mechanism of caffeine-induced acute impairment of insulin sensitivity in rat skeletal muscle.2015

    • Author(s)
      Egawa T, Tsuda S, Ma X, Hamada T, Goto K, Hayashi T.
    • Organizer
      The 8th Asia-Oceania Conference on Obesity (AOCO2015)
    • Place of Presentation
      Nagoya Congress Center
    • Year and Date
      2015-10-02 – 2015-10-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 急性的な熱刺激が骨格筋糖代謝ならびにAMPK動態に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      後藤亜由美、佐近一翔、大島里詠子、関根圭一、津田諭志、江川達郎、林達也
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山県民文化会館/ホテルアバローム紀の国
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [Presentation] AMPKが廃用性筋萎縮に伴う骨格筋micro RNA発現変化に与える影響2015

    • Author(s)
      江川達郎、後藤亜由美、大野善隆、横山真吾、林達也、後藤勝正
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山県民文化会館/ホテルアバローム紀の国
    • Year and Date
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [Presentation] Acute heat stress activates glucose transport and 5’adenosine monophosphate-activated protein kinase in rat skeletal muscle.2015

    • Author(s)
      Goto A, Sakon I, Oshima R, Egawa T, Serizawa S, Tsuda S, Hayashi T.
    • Organizer
      第50回日本理学療法学術大会
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム
    • Year and Date
      2015-06-05 – 2015-06-07

URL: 

Published: 2016-12-27  

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