Mechanism of PGC-1a-mediated cardiolipin biosynthesis in the skeletal muscle

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K17831
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: Sato Tomoki 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (30908455)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 骨格筋 / ミトコンドリア / カルジオリピン / リノール酸 / 持久運動能力

Outline of Final Research Achievements

We investigated the changes in cardiolipin (CL), phosphatidylcholine (PC), and phosphatidylethanolamine (PE) molecules in PGC-1α transgenic (Tg) and knockout (KO) mice. The results indicated an increase in the CL(18:2)4 to (18:2/18:1) ratio in the skeletal muscle of PGC-1α Tg mice. Conversely, no significant effects on CL, PC, or PE molecules were observed in PGC-1α KO mice. Additionally, we examined the impact of in vitro linoleic acid intake on CL molecule production. A high linoleic acid diet was found to increase the molecular weight of CL(72:8) in skeletal muscle.

Free Research Field

基礎栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

持久運動トレーニングを継続することでミトコンドリア量・機能が向上することは知られていたが、その際のミトコンドリアを構成する脂質分子の変化や生合成機序は不明であった。また、哺乳類は生合成できる脂肪酸に限度があり、必須脂肪酸を外部より摂取する必要がある。必須脂肪酸のうち、リノール酸は骨格筋ミトコンドリアのカルジオリピン分子産生に必須であるため、摂取量の違いがミトコンドリアにどのような影響を及ぼすかを把握することは重要である。本研究成果は持久運動トレーニングによるミトコンドリア機能向上をリノール酸摂取がさらに増強することを示し、骨格筋機能維持を目標とした運動×食事介入法の構築に結び付くと期待される。