2022 Fiscal Year Research-status Report

糖尿病予防に向けた新規骨格筋糖代謝調節経路の解明

Research Project

Project/Area Number	21K11466
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	佐藤幸治神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (20584022)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	炎症 / 2型糖尿病 / 肥満症 / 性ステロイドホルモン
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、2型糖尿病予防に向けた新規骨格筋糖代謝調節経路を確立するために、細胞培養実験を用いて以下の点を解明することを目的としている。「新規の骨格筋糖代謝調節システムの同定：肥満や2型糖尿病に由来する炎症性サイトカインや酸化ストレスの増加によるOSMの低下が、骨格筋糖代謝調節経路の活性化抑制に関与することを示すとともに、性ステロイドホルモン投与によるOSMの増加が、骨格筋糖代謝調節経路を亢進するか否かを確かめる。」今年度は、炎症作用等を有するオンコスタチンM(OSM)を遺伝子導入によりノックダウンさせ、骨格筋糖代謝調節経路および、骨格筋の糖取り込みへの影響を検討した。遺伝子導入は、OSM抑制のためのshRNAプラスミドベクターを骨格筋細胞に導入し、インスリンや性ステロイドホルモンの前駆体であるデヒドロエピアンドロステロン（DHEA）を増加させる栄養成分であるトゲドコロ芋の粉末を骨格筋細胞に添加し、24時間後細胞を回収しWestern Blotting法により、骨格筋の糖代謝調節経路活性及び糖取り込みを検討した。OSMを欠損させた骨格筋細胞において、インスリンを添加すると、通常の骨格筋細胞と比較し、骨格筋糖代謝調節経路の活性や糖取り込みは有意に亢進していることが明らかとなった。また、トゲドコロ芋粉末の投与により、通常の骨格筋細胞のOSMの発現は抑制され、骨格筋糖代謝調節経路の活性や糖取り込みはOSMを欠損させた骨格筋細胞と同様に亢進した。これらは、ストレス（高強度の運動や日常生活）によるOSMの増加は、下流のシグナル因子であるSTAT3のリン酸化活性を亢進し、骨格筋糖代謝活性を抑制させる可能性が示唆され、肥満や2型糖尿病の発症にOSMの増加が関与している可能性も示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究では予定通り炎症作用等を有するオンコスタチンM(OSM)を遺伝子導入によりノックダウンさせ、性ステロイドホルモンの前駆体であるデヒドロエピアンドロステロ（DHEA）を増加させる栄養成分であるトゲドコロ芋の粉末を細胞に添加し、骨格筋糖代謝活性や当取り込みへの影響を検討できた。骨格筋への電気刺激による影響は、まだ検討中であるが、最終年度には終了できる予定である。
Strategy for Future Research Activity	今年度は、現在、条件検討を行っている、オンコスタチンM(OSM)を遺伝子導入によりノックアウトさせた細胞に電気刺激をして筋収縮させ、OSM発現の有無が筋収縮による糖代謝調節経路への影響を検討する予定である。細胞は、電気刺激24時間後に回収し、課題1と同様に、骨格筋糖代謝調節経路活性や糖取り込みへの影響を検討する予定である。さらに、インスリン産生がない、1型糖尿病とOSMの関連を明らかにすることで、運動が血糖値や骨格筋糖代謝へ及ぼす影響に関して検討することで、血糖コントロール悪化の機序を解明することも検討する予定である。現在、論文を執筆中であり、今年度中に投稿予定である。