2016 Fiscal Year Research-status Report
骨格筋アミノ酸代謝亢進シグナル伝播による中枢性疲労発症の解明
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16K01734
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| Research Institution | Tokyo Medical University |
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Principal Investigator |
宮崎 照雄 東京医科大学, 医学部, 講師 (60532687)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本多 彰 東京医科大学, 医学部, 教授 (10468639)
大森 肇 筑波大学, 体育系, 教授 (20223969)
池上 正 東京医科大学, 医学部, 教授 (40439740)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 分岐鎖アミノ酸 / 中枢性疲労 / 脳 / 骨格筋 / エネルギー代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
持久性運動時には，糖，脂質に加え，骨格筋では分岐鎖アミノ酸がエネルギー源として利用される。分岐鎖アミノ酸の異化が亢進すると，骨格筋蛋白の分解が亢進するため，分岐鎖アミノ酸の過剰な異化は生体にとって不利益となる。そのため，骨格筋での分岐鎖アミノ酸の異化産物が，末梢組織（骨格筋）の代謝状態を中枢に伝播する手段として，中枢性疲労を惹起させる機序を担っている可能性がある。本研究では，分岐鎖アミノ酸の中間代謝物で，骨格筋より放出される3-hydroxyisobutyrate（3HIB）の脳神経系に及ぼす生理作用について，検討する事が目的である。
初年度は，運動によって血液中に上昇する3HIBが，脳へ取り込まれるか否かを検証するため，ラットアストロサイトの培養細胞に対する3HIBの取込み能を評価した。培養アストロサイトに，L-3HIBを添加し細胞内に取り込まれたL-3HIB量を，LC-MS/MS装置にて高感度定量した。その結果，濃度依存的（100 μM～2 mM）且つ時間依存的（１時間～２４時間）に，細胞内3HIB濃度が増加する事を確認した。このアストロサイト内へ3HIBの輸送経路や取込み機序について，検討中である。
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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
骨格筋の分岐鎖アミノ酸の中間代謝物である3-hydroxyisobutyrate（3HIB）が，アストロサイトに対し外因性に添加した際，細胞内に濃度依存的，時間依存的に蓄積する事が確認できたため，血液中に増加する3HIBが脳細胞へ取り込まれる事を可能性を確証づける結果が得られた。また，この結果は，脳細胞への3HIB取込制御の検証に繋がる成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
培養細胞を用いて，脳細胞内に外因性に添加した分岐鎖アミノ酸の中間代謝物である3-hydroxyisobutyrate（3HIB）が取り込まれる事が確認できた事から，今後は，実験動物を用いて，持久性運動時に血液中の3HIBが上昇した際に，脳組織中でも3HIBが増加する事を確認する予定である。
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| Causes of Carryover |
今年度の研究費使用額は次年度繰り越し分が生じているが，次年度使用額は１万円以下で，研究計画に概ね沿った予定通りの進捗状況である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度からは，動物実験を用いた検討を開始する計画であり，費用対効果を考慮し，効率良く予算に応じた研究費を使用する予定である。
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