Physiological roles and mechanisms of a novel high density lipoprotein (HDL) production system in skeletal muscle.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H04085
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: UEHARA YOSHINARI 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小松 知広 福岡大学, 医学部, 講師 (80838756) ; 檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702) ; 山本 泰暉 福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (10845506) ; 松村 剛 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (20398192) ; 川中 健太郎 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (80339960) ; 北嶋 康雄 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (70734416) ; 道下 竜馬 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10632028) ; 朔 啓二郎 福岡大学, 医学部, 教授 (40183371)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 高比重リポタンパク / アポリポ蛋白A-1 / 骨格筋 / iPS細胞 / ミトコンドリア / HDL / 運動

Outline of Final Research Achievements

It is well known that HDL cholesterol is increased by exercise, but the mechanism is unknown. apoA-I, the major HDL protein, is known to be expressed in the liver and small intestine. The present study found that HDL also acts to improve muscle mitochondrial function by promoting the oxygen consumption rate of skeletal muscle cells and contributes to the improvement of insulin resistance in skeletal muscle. ApoA-I was expressed and produced in iPS cell-derived skeletal muscle. Although exercise in mice did not alter liver apoA-I expression, lower limb muscle apoA-I expression increased significantly. These findings suggest that exercise-induced skeletal muscle stimulation may trigger the HDL-producing system and prevent skeletal muscle dysfunction.

Free Research Field

循環器内科学、スポーツ医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、HDL 粒子の主蛋白であるアポ A-I が、これまで信じられてきた肝臓および小腸由来のものとは別に骨格筋細胞において独自に発現している事をin vitro, in vivoにて世界で初めて明らかにした。マウスにおける慢性運動では下肢骨格筋アポ A-I産生が上昇する事が明らかになった。本結果は、運動によるHDLコレステロールの上昇一つのメカニズムの解明につながる知見だけでなく、骨格筋ミトコンドリア機能の上昇作用を持つことも示しており、将来の新たな動脈硬化症やフレイル・サルコペニアの治療標的となる可能性を示している。