2021 Fiscal Year Research-status Report
糖尿病運動療法の最適化を目指したAMPK/OGTクロストークの解明
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20K11352
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| Research Institution | Osaka Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
中川 孝俊 大阪医科薬科大学, 医学部, 非常勤講師 (70359842)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | AMPK/OGTクロストーク / 運動療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動療法は、食事療法、薬物療法と並んで糖尿病治療の中心的存在である。運動は細胞の飢餓センサーであるAMP-activated kinase (AMPK)を活性化して、インスリン非依存的に血糖値を低下させる。一方、糖尿病では、高血糖がタンパク質のO-β-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc) 化が増加し病因となっている。近年、AMPKと O-GlcNAc修飾を触媒するO-GlcNAc転移酵素（OGT）は相互に基質となり、お互いの機能を正負に制御するクロストークが明らかとなった。AMPKが最大限効果を発揮し、OGT活性を制御出来れば治療効果を上げることが出来る。本研究では、AMPK/OGTクロストークを詳細に検討し糖尿病治療における運動療法を最大限発揮できるような薬物療法を提案することを目的としている。2020年度は、マウス筋芽細胞C2C12を使用したin vitroの実験を中心にAMPKのO-GlcNAc部位の同定、AMPK活性を測定する実験系として、グルコーストランスポーター4（GLUT4）の細胞膜移行を指標とする系の確立等を行った。2021年度は、2020年度に得られた知見をさらに、進めると同時に、マウス個体を用いた、トレッドミルによる運動負荷がAMPK/OGTクロストークに与える影響を解析するための基礎研究を行った。トレッドミルによる運動負荷を客観的に評価するため、疲労の指標を測定する系の開発を行った。ごく微量の血液による測定が可能な乳酸値の測定を用いた所、運動負荷（スピード＋傾斜角）とほぼ比例した値が得られた。マウスを運動前にトレッドミルに数日間、順応させることにより、再現性良く運動負荷を行えるようになった。こうして、運動負荷時のAMPK/OGTクロストークを解析すべき、適宜、サンプル採取等を行った。現在に至るまで、解析中である。
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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
2021年度の実験計画は、in vivoでの実験を行なうことを計画していた。前述のように、１）トレッドミルを用いた運動負荷計測系の確立、２）運動負荷時のサンプルの回収、及び３）サンプルの解析、を始めることが出来た。サンプルの分析は、やや時間がかかっているが、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、AMPK/OGTクロストークの運動療法への応用をめざし、in vivo実験を中心に、研究を遂行していく。さらに、次年度は糖尿病モデルマウスを利用した病態モデルを利用しての研究を予定しており、ヒトへの応用にむけた研究目的の達成に向け、研究を遂行する所存である。
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| Causes of Carryover |
次年度の使用額は、使用する動物数、試薬類等の変更等により生じたものと考えられる。次年度は、トレッドミルを用いた動物実験の継続、糖尿病モデルマウスの購入、および採取サンプルの分析費用等に使用する予定である。
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