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2023 Fiscal Year Annual Research Report

運動に伴う骨格筋-脳の臓器連関を制御する分子としての骨格筋AMPキナーゼの可能性

Research Project

Project/Area Number 22K19750
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

林 達也  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (00314211)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 江川 達郎  京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (00722331)
横川 拓海  京都大学, 農学研究科, 助教 (80844323)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Keywords運動 / 脳 / 骨格筋 / 臓器連関 / AMPキナーゼ
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、骨格筋AMPキナーゼ(AMPK)の脳機能調節への寄与を検討するために、骨格筋特異的にAMPKα1ドミナントネガティブ変異体を発現する(AMPK-DN)マウスを用いて、行動学解析ならびに生化学解析を実施した。
2-3月齢の野生型ならびにAMPK-DNマウスを用いて、オープンフィールド試験・高架式十字迷路試験・Y迷路試験・バーンズ迷路試験・強制水泳試験を実施することで、骨格筋AMPKが自発運動・情動・学習機能の制御に関与している可能性を検討した。その結果、高架式十字迷路試験において、AMPK-DNマウスはオープンアーム侵入回数・滞在時間の増加、クローズアームでの滞在時間の低下を示した。したがって、骨格筋AMPKが不安様行動の調節に関与していることが示唆された。
骨格筋AMPKが脳機能調節に関わるマイオカインの発現制御に関与している可能性を検討するために、野生型およびAMPK-DNマウスの骨格筋におけるマイオカイン遺伝子発現量を検討した。その結果、AMPK-DNマウスの足底筋およびヒラメ筋において、fibronectin type III domain containing 5(Fndc5)の発現量が低下していた。
骨格筋AMPKが情動を調節する分子機序を探索するために、関連脳領域である海馬・視床下部の遺伝子発現解析を実施した。その結果、AMPK-DNマウスの海馬において、脳由来神経成長因子ならびに興奮性シナプス分子の発現増加が観察された。一方で、視床下部の神経活動マーカーならびにニューロペプチドの遺伝子発現量に関しては、統計学的に有意な変化は検出されなかった。
以上より、骨格筋AMPKはマイオカイン発現調節に関わるとともに、海馬の神経可塑性ならびに情動制御に関与している可能性が示された。

  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Glycative stress inhibits hypertrophy and impairs cell membrane integrity in overloaded mouse skeletal muscle2024

    • Author(s)
      Egawa Tatsuro、Ogawa Takeshi、Yokokawa Takumi、Kido Kohei、Iyama Ryota、Zhao Haiyu、Kurogi Eriko、Goto Katsumasa、Hayashi Tatsuya
    • Journal Title

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      Volume: - Pages: 1-14

    • DOI

      10.1002/jcsm.13444

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Advanced glycation end products inhibit proliferation and primary cilia formation of myoblasts through receptor for advanced glycation end products pathway2023

    • Author(s)
      Suzuki Shinichiro、Hayashi Tatsuya、Egawa Tatsuro
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 684 Pages: 149141~149141

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.149141

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 成熟骨格筋におけるインスリン様成長因子1の欠損が 骨格筋量および関連シグナル応答に及ぼす影響2024

    • Author(s)
      尾崎主基、横川拓海、江川達郎、井山涼太、林達也、井上和生.
    • Organizer
      第38回 日本体力医学会近畿地方会
  • [Presentation] 終末糖化産物AGEsによるマウス骨格筋細胞膜脆弱化の誘導2023

    • Author(s)
      江川達郎、小川岳史、木戸康平、横川拓海、後藤勝正、林達也.
    • Organizer
      第69回日本宇宙航空環境医学会大会
  • [Presentation] Possible involvement of methylglyoxal as a new exercise-resistance factor2023

    • Author(s)
      江川達郎、小川岳史、木戸康平、横川拓海、後藤勝正、林達也.
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
  • [Presentation] 糖化と健康:糖化を意識する2023

    • Author(s)
      江川達郎
    • Organizer
      マジェクト健美食プロジェクト「糖化予防と健康生活」
    • Invited
  • [Presentation] AGEsによるマウス単離骨格筋のタンパク質恒常性分子機構への影響解明2023

    • Author(s)
      趙海宇、林達也、江川達郎.
    • Organizer
      第62回日本栄養・食糧学会近畿支部大会
  • [Remarks] 京都大学大学院人間・環境学研究科 林達也研究室

    • URL

      http://www.hayashilab.org/

  • [Remarks] 京都大学大学院人間・環境学研究科 分子運動適応学研究室

    • URL

      https://www.egawa-lab.com/

URL: 

Published: 2024-12-25  

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