2013 Fiscal Year Research-status Report
骨格筋のストレッチ誘発性糖取り込みにおけるNO/カルシウム調節機構に関する研究
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25350893
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
小原 一男 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (60117611)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / 糖取り込み / ストレッチ / NO / リアノジン受容体 / ニトロシル化 / カルシウム / GLUT4 |
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| Research Abstract |
メタボリックシンドロームの改善には運動療法が極めて重要な位置を占める。一般的に運動の際にはエネルギー消費に加えて、骨格筋細胞には「受動的ストレッチ（ストレッチ）刺激」も加わる。そこで、本研究では受動的ストレッチによる骨格筋の糖取り込み機構について検討した。
マウスヒラメ筋に生体長から生体長の120％になるよう1 Hzのストレッチ刺激を与えると、糖取り込みの増加が認められた。この糖取り込みの増加は、筋小胞体(SR)からのカルシウム遊離を抑制するダントロレンやシクロピアゾニックアシドにより抑制された。また、ストレッチ誘発性糖取り込みは calcium/ calmodulin dependent protein kinase II (CaMKII)の阻害薬KN-93により抑制された。しかし、EGTAにより細胞外カルシウムを除去しても、ストレッチ誘発性糖取り込みは影響されなかった。さらに、ストレッチ誘発性糖取り込みはNO合成酵素(NOS)阻害薬NG-nitro-L-arginine (L-NNA)により抑制された。また、ストレッチ刺激によりSRのリアノジン受容体のニトロシル化が亢進し、このニトロシル化の亢進はダントロレン存在下でも認められた。一方、マウス骨格筋由来培養筋芽細胞株であるC2C12細胞を分化させた多核筋管細胞にストレッチ刺激を加えると、糖輸送担体GLUT4の細胞質から細胞膜への移行が認められた。また、このGLUT4の膜への移行はL-NNAおよびダントロレンで抑制された。
以上の結果より、骨格筋において受動的ストレッチ刺激はNOによるリアノジン受容体のニトロシル化を介してSRからのカルシウム遊離を引き起こすこと、また、この遊離カルシウムによりCaMKIIが活性化されGLUT4の膜への移行、糖取り込みが亢進することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
受動的ストレッチ（ストレッチ）刺激を行う自作の伸展刺激装置が故障したため、その修理に必要以上の時間がかかったこと。また、研究当初はデータにばらつきが大きく、くり返し実験を行うことによる実験条件の確率に手間取ってしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は、糖取り込みの測定に2-deoxy-D-[3H]glucoseのラジオアイソトープを用いてきたが、平成26年度以降は蛍光標識グルコース2-NBDGを用いてリアルタイムに糖取り込みの測定を試みる。また、細胞内NOおよびカルシウム濃度変化をNO蛍光指示薬DAF-FM DAおよびカルシウム蛍光指示薬Fura-2 AMを用いて測定することにより、NOおよびカルシウムの糖取り込みへの関与を検討する。さらに、ストレッチ刺激を受容するメカノセンサーの同定やストレッチ刺激により活性化するNO合成酵素(NOS)のアイソフォーム(nNOS, eNOS, iNOS)の同定を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
最終残高が非常に少額で、この残高のみでは試薬等の物品購入ができなかったため。
次年度の試薬購入費の一部として使用予定。
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Research Products
(2 results)
