運動強度に着目した異所性脂肪蓄積、インスリン抵抗性改善メカニズムの解明

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25750362
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 竹野 景海 順天堂大学, 医学部, 助教 (50459062)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: インスリン抵抗性 / 運動強度 / 細胞内脂質

Research Abstract

【目的】現在まで運動強度の違いが骨格筋代謝反応にどのような違いを与えるかについて、不明の部分が多く残されているため、本研究では、運動強度の差が骨格筋にどのような生理学的な反応をもたらすかをインスリン感受性、骨格筋細胞内脂質に特に着目し前向き介入試験をおこなう。
【方法】被験者が来院後、まず安静時の心拍数、血圧測定、血管内皮機能測定を行い、その後体重と体脂肪量の測定、1H-MRS法による前脛骨筋、ヒラメ筋における細胞内脂質の定量、MRIによる腹腔内脂肪・皮下脂肪量の定量を行う。使い捨て生検針を用いて筋生検及び脂肪生検を行う。筋生検終了後、安定同位体[6,6-2H2]glucoseを用いた高インスリン正常血糖クランプ検査により、肝臓、骨格筋のインスリン抵抗性を判定する。また、別日に75g経口糖負荷試験、最大酸素摂取量を測定する。その後、一週間の運動の介入を行う。運動量（kcal）は同等になるようにし、測定した最大酸素摂取量（VO2max）とその時点の心拍数を用いて、心拍数がVO2max時の40％となる低強度運動と、心拍数が70％となる高強度運動を施行する。運動介入後に再度初回検査と同様の手順で検査を行い生理学的な変化を評価する。
【本年度実績】平成25年度の目標はヒトの臨床データとサンプルを収集、蓄積であるが、平成26年3月の時点で7名の登録が終了し、6名の被験者がすべての検査を終了している。その内訳は4名が低強度の運動群であり、2名が高強度の運動群となっている。
現在も順調に被験者のリクルート、検査は行われている状況である。本研究により、適切な「運動強度」とそれを裏付けるメカニズムが明らかとなり、今後の運動強度に着目した予防施策を講じる重要なエビデンスの一つとなることが期待される。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成25年度の目標はヒトの臨床データとサンプルを収集、蓄積であるが、平成26年3月の時点で7名の登録が終了し、6名の被験者がすべての検査を終了している。その内訳は4名が低強度の運動群であり、2名が高強度の運動群となっている。
現在も順調に被験者のリクルート、検査は行われている状況である。

Strategy for Future Research Activity

平成26年度以降は、基本的に25年度の測定を継続し行う予定である。また採取できたヒトの骨格筋などのサンプルを解析しテーマ①②を検討する予定である。
テーマ①　低強度の運動の運動は骨格筋細胞内脂質を減少させ、中～高強度の運度では増加させるメカニズムを明らかとする。
テーマ②　中～高強度の運動では骨格筋細胞内脂質の蓄積が生じるにも関わらず、インスリン抵抗性が生じないメカニズムを明らかとする。
（骨格筋サンプルの解析）平成25、26年度に得られたサンプルを用い、骨格筋RNAを抽出しマイクロアレイ解析を行うと同時に、リピドームによる代謝産物の解析を行う。これらの解析から、テーマ①、テーマ②に関連する候補遺伝子10程度まで絞り込む。
（遺伝子の機能解析）解析から得られる候補遺伝子を関与が強く示唆された遺伝子から順に、アデノウイルス発現ベクターとshRNA発現抑制ベクターを作成する。その後、マウス骨格筋由来細胞株C2C12細胞にアデノウイルスを感染させ、候補遺伝子の細胞での機能について検討を行う。仮説と矛盾しない結果が得られた遺伝子については、in vivoでの評価についても検討する。