2019 Fiscal Year Research-status Report
The mechanism by which immobilization decreases GLUT1-dependent glucose uptake in rat skeletal muscle
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19K20031
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
河本 絵美 長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (40634514)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 不活動 / GLUT1 / 骨格筋 / 糖代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食後に上昇した血糖の多くは、インスリンの刺激を受けた糖輸送タンパク質：GLUT4を介して骨格筋に取り込まれている。一方、食事と食事の間（食間）の血糖は、細胞膜表面に存在する糖輸送タンパク質：GLUT1を介して取り込まれている。つまり、GLUT1は基礎状態（食間）の血糖維持に関わっている。
身体不活動は、人体の主要な血糖処理器官である骨格筋のGLUT1依存的な血糖取り込みを低下させる。本研究はこのメカニズムを明らかにするために、2019年度においては、身体不活動が骨格筋のGLUT1発現量を減少させるか調べた。
はじめに、GLUT1は細胞膜上に局在することから、細胞膜画分を分離するために超遠心機を用いて密度勾配遠心法の確立を試みた。密度勾配用媒体には穏和な条件で分離可能なpercoll（GE healthcare）、密度の指標には密度マーカービーズ（Cospheric）を用い、Klip et al (1987) の方法を参考に、Wistar系オスラットから摘出した骨格筋をサンプルとして、検討を行った。
次に、wistar系オスラットの後肢片側をギプスで固定し、固定から24時間後に、立つ・歩くといった動作の主働筋であるヒラメ筋を摘出し、前述の方法で膜画分を分離した後、ウェスタンブロッティングでGLUT1タンパク質発現量を測定した。その結果、ギプス固定から24時間後の不活動筋におけるGLUT1発現量は対側に比べて有意に減少した。したがって、不活動がGLUT1タンパク質の分解を促進する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
申請者の用いた不活動動物モデルでは、ラットの後肢片側をギプスで固定すると、ギプス固定から6時間後には、非代謝性グルコースの取り込み速度が対側の半分以下に減少する。そしてギプス固定から24時間後には9割近くまで減少する。今年度は、ギプス固定開始から6時間後および24時間後のGLUT1発現量について明らかにする予定であったが、密度勾配遠心法の確立に時間を要したため、24時間後のデータのみになった。大きな計画の変更はなく、概ね順調ではあるが、現在は、6時間後のデータを解析している段階であるため、進捗状況を「やや遅れている」と判定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、密度勾配遠心法の精度を検証し、不活動筋におけるGLUT1発現量について、ギプス固定からの経時的変化を調べる。また、GLUT1遺伝子発現も同時に低下している可能性が考えられるので、RT-PCRを用いて遺伝子発現も明らかにする予定である。
また、不活動がGLUT1の発現や機能を低下させるメカニズムについて、不活動筋の代謝産物を調べるメタボローム解析を行い、GLUT1との関連性を検討する予定である。
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