2018 Fiscal Year Annual Research Report
The finding of glucose metabolism improver derived from skeletal muscle
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16K01812
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
齋藤 従道 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (80572619)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / 糖取り込み / 細胞外小胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
伸展刺激した骨格筋培養細胞から分泌される細胞外小胞（エキソソームを含む）には、骨格筋培養細胞、培養脂肪細胞において糖取り込みがあること、また、インスリン刺激による糖取り込みを促進することが複数回の実験により確認できた。また、その作用はインスリン刺激伝達経路とは独立している可能性を報告した。その後のインスリン刺激伝達経路に関与する複数のシグナル伝達物質の各種阻害薬を用いた実験にて検討してみたところ、インスリン刺激とは独立していることは間違いないことが確認できたが、詳細なメカニズムの解明には至らなかった。また、骨格筋培養細胞から分泌される細胞外小胞を蛍光色素にてラベリングし、培養脂肪細胞に添加して位相差顕微鏡にて確認したところ、伸展刺激の有無に関係なく、分泌された細胞外小胞は脂肪細胞に取り込まれていることが確認できた。つまり、伸展刺激により分泌された細胞外小胞には糖取り込みを促進する分子を含有することが確認された。
一方、質量分析による細胞外小胞内に発現するタンパクを網羅的に解析したところ、複数の興味深い分子を発見した。それら分子を分子生物学的手法にて骨格筋細胞内での発現を変化させてみた。すると、ある分子において、骨格筋での形態的な変化を認めず、骨格筋に分化する途中で発現することを見いだした。また、細胞内での発現を変化させると、細胞外小胞内での発現も変化することが判明した。培養細胞内での発現を完全に遮断することは不可能であったが、機能解析を行った。ある分子の発現を抑制したところ、伸展刺激により分泌される細胞外小胞はインスリン刺激による糖取り込みを十分には促進しなかった。
以上より伸展刺激により骨格筋培養細胞から分泌される細胞外小胞は糖代謝を改善し、新たな糖代謝メカニズムの解明、さらに糖尿病治療になり得る可能性が示唆された。
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