生体の炭水化物量の多寡が骨格筋の代謝に及ぼす影響の網羅的解析

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11711
• Research Institution: 株式会社関西メディカルネット(関西電力医学研究所)
• Principal Investigator: 浜本 芳之 株式会社関西メディカルネット(関西電力医学研究所), 糖尿病研究センター代謝・栄養研究部, 部長 (50390787)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 低炭水化物 / SGLT2 / インクレチン / 糖代謝

Outline of Annual Research Achievements

8週齢のSGLT2欠損マウス(SGLT2-/-)と対照マウス(SGLT2+/+)を用いて、通常餌(SC;炭水化物比率57.9%、蛋白質比率28.9%)と低炭水化物餌(LC;同20.9%、28.3%)による介入を行った。自由摂餌下では4週後にはSCと比較しLCで体重が増加し対照マウスで耐糖能が悪化したのに対し、SGLT2欠損マウスでは耐糖能悪化が見られなかった。一方、Pair-feedingし総エネルギーを同等に揃えて摂餌させると、12週以上両マウスとも体重がSC・LC同等に推移し耐糖能異常も認めなかったが、15～17週後からSGLT2欠損マウスでSC、LC間で体重差が生じ、24週後の検討で腹腔内脂肪量や褐色/白色脂肪細胞比に差異が認められた。この自由摂餌とPair-feedingでSGLT2欠損の有無が脂肪蓄積や耐糖能に逆の影響を及ぼす興味深い現象のメカニズムを解明すべく検討を行った。Pair-feeding下で体重差が生じ始める17週時点でのOGTT・IPGTTではインスリン分泌はむしろSGLT2欠損マウスで高く、IPITTによるインスリン感受性は低下していた。また、IPITTのグルカゴンの反応は、SGLT2欠損マウスで大きく、いずれのマウスでもSCに比べLCで高値であった。単離膵島のバッチインキュベーション法による、ブドウ糖およびGLP-1、GIPに対するインスリン分泌反応はいずれの群にも差異は認めなかった。脂肪細胞の褐色/白色細胞比を検討したところ、SGLT2欠損マウスのLC群で低下しており、褐色脂肪細胞におけるUCP1の遺伝子発現も低下していた。一方の対照マウスでは、褐色/白色脂肪細胞比は変わらず、UCP1の遺伝子発現にも差を認めなかった。以上より、総エネルギー量を一定に規定した場合の食事の炭水化物量の制限は、むしろSGLT2欠損による尿糖排泄亢進状態において白色脂肪の蓄積に働き、代謝の低下をきたす事が示唆された。骨格筋についての検討では、餌による骨格筋量差は認めず、両マウスともにLC群でPGC-1の遺伝子発現低下が見られた。現在、代謝物の測定を実施中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年からのCOVID19の影響で、昨年度にも複数回実験停止したため数ヶ月分の遅延が発生したが、本年度でin vivo実験は予定した実験をすべて終了し、臓器検体の回収も完了した。しかしながらやはりCOVID19の影響により本年度も一時研究所が活動停止したため実験の進行状況に遅延が生じた。特にメタボローム解析の実験に遅延が発生しており、残りの延長期間で全検体の解析を終了させる予定である。

Strategy for Future Research Activity

メタボローム解析は有技能者の協力を得て実施しており、実験体制の変更でやや遅延が生じているものの、2022年4月時点で解消しており残りの延長期間で全検体の解析を終了させる予定である。

Causes of Carryover

回収した検体に対する遺伝子解析やメタボローム解析が、COVID19の影響により遅延を生じていることから、これらの解析に用いる消耗品購入費や解析費用を繰り越させていただいた。
【詳細】遺伝子解析用酵素、メタボローム解析に関する消耗品