骨格筋の筋収縮活動が肝臓のインスリン作用を増強する分子機序の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25750337
• Research Institution: Niigata University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 越中 敬一 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 講師 (30468037)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 肝臓 / 運動 / インスリン抵抗性

Outline of Annual Research Achievements

身体運動によって骨格筋の筋収縮活動が亢進すると、活動筋のみならず肝臓のインスリン作用も増強する。しかしながら、骨格筋とは異なり運動には直接動員されていない肝臓に筋収縮由来の運動効果が生じる理由は不明である。本研究では、運動によって活動筋で生じる熱の産生や肝臓への熱拡散が肝臓のインスリン増強作用に関与しているとの仮説を検討している。また、肝臓や骨格筋において細胞温度の上昇にともなう代謝応答・適応を引き起こす一因子として、肝臓や骨格筋から分泌されるヘパトカインやマイオカインの関与も検討しており、身体運動と熱刺激のそれぞれに対する細胞応答の類似性・相違性を検討している。
健常ラットに回転ゲージによる身体運動を4週間負荷すると肝臓のインスリン作用は増強した。この際、身体運動によって変化するヘパトカインの遺伝子発現を網羅的に解析した結果、インスリン作用に関与することが予想される複数の候補分子を認めた。この結果は高脂肪食を摂取したラットにおいても同様の結果であった。しかしながら、ヘパトカインの遺伝子発現量の程度はいずれのラットにおいても運動量（走行距離）とは今のところ有意な関係は認められていない。また、ヘパトカインのうち一部は骨格筋でも発現しており、筋線維組成の違いによってマイオカインの遺伝子発現量の程度は異なることも分かった。最終年度に行われる熱刺激実験との結果と合わせて考察する予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本報告書は研究期間である3年のうち、2年目にあたる。研究代表者である私は4月に所属機関が移動となり、実験場所や分析機器など、大きく研究環境が変化したために特に年度の前半期間は十分な研究活動が難しい状況であった。このことにともない、研究は大幅に遅れている。しかしながら、既に課題遂行のために必要な環境を新しい所属先で整備したので、2年目に実施ができなかった実験予定も含め、今後は問題なく研究計画書で示している研究を遂行できることが期待される。

Strategy for Future Research Activity

昨年度に行う予定であった実験の一部を最終年度の計画に加え、実験計画書に準拠した実験を順次行う予定である。すなわち、ラットに回転ゲージによる身体運動を4週間負荷する。その際、体内埋め込み型の無線式体温計によって全運動期間中の肝臓温度の変化を連続的に測定して、身体活動量－肝臓温度の変化量－インスリン作用増強の程度との関係を明らかにする予定である。
初年度において、急性（単回）の身体運動や熱刺激によって肝臓温度を上昇させるとAMP-activated protein kinase (AMPK)とよばれるインスリン作用の調節に重要な酵素が活性化されることをすでに明らかにしている。そこで、熱刺激を反復することで身体運動の継続によって認められるような肝臓のインスリン作用の増大が生じるか否かも検討する。さらに、身体運動の継続によって生じるヘパトカインやマイオカインの変化が、熱刺激やAMPKの薬理的活性化剤によっても同様の変化が惹起されるか否かについても合わせて検討を行う予定である。

Causes of Carryover

研究計画の遂行が遅れた分、自然発生的に残金として生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

最終年度に行われる実験に供される動物の、飼育費の一部に使用する予定である。