リン脂質に結合する脂肪酸種の多様性による筋線維特性の制御

• 研究課題/領域番号: 19K22814
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 三浦 進司 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 教授 (10342932)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
• キーワード: リポクオリティ / ホスファチジルコリン / アシル基転移酵素 / 骨格筋 / リモデリング / リン脂質

研究開始時の研究の概要

生体内には数多くの脂質分子種が存在し、その多様性が生体機能制御に関与することが類推されているが、その分子実体やメカニズムについては不明な点が多い。生体膜の構成成分であるホスファチジルコリン(PC)は、結合している脂肪酸の組み合わせから数多くの分子種が存在する。申請者らはこれまでに、骨格筋に含まれるPC分子種が筋線維タイプによって異なることを明らかにし、それが筋線維の特性に寄与している可能性を示唆している。本研究課題は、骨格筋の筋線維タイプによるPC分子種の相違を手がかりに、未だ解明されていない「“生体を構成する脂質の質”と生体機能の関係」を明らかにしようとする挑戦的な研究課題である。

研究成果の概要

骨格筋は収縮速度が速い速筋と、収縮速度が遅い遅筋に大別される。先行研究では、筋肉に含まれるホスファチジルコリン(PC)に結合する脂肪酸種が筋肉のタイプごとに異なることが示唆されてきたが、PC分子種の違いが生じる機序や、その生理的意義は未解明である。本研究では、速筋に16:0-PC(sn-1位に16:0が結合したPC)が多いこと、遅筋には16:0-PC加え18:0-PC(sn-1位に18:0が結合したPC)が多いこと、またLPLAT1が筋肉において18:0-PC量を増加させることを明らかにした。さらにPCに結合する脂肪酸種の変化が筋肉の性質や機能に大きく影響することが判明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の栄養学では、“摂取する脂質の量や質”と生体機能や疾病発症との関係性が重要視され、“生体を構成する脂質の質”と生体機能の関係性まで踏み込んだ解析はされてこなかったが、組織におけるPC分子種の質がその機能に重要な働きをしていることが判明し、栄養学における脂質の新たな意義を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Differences in phosphatidylcholine profiles and identification of characteristic phosphatidylcholine molecules in meat animal species and meat cut locations (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Shunsuke、Kato Shigeki、Senoo Nanami、Miyoshi Noriyuki、Morita Akihito、Miura Shinji
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 85 号: 5 ページ: 1205-1214
  • DOI: 10.1093/bbb/zbab010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolomic analysis on blood of transgenic mice overexpressing PGC-1α in skeletal muscle (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto Takumi、Uchitomi Ran、Hatazawa Yukino、Miura Shinji、Kamei Yasutomi
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 85 号: 3 ページ: 579-586
  • DOI: 10.1093/bbb/zbaa059
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The presence of odd-chain fatty acids in Drosophila phospholipids (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Ayaka、Ohhara Yuya、Miura Shinji、Yamakawa-Kobayashi Kimiko
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 84 号: 10 ページ: 2139-2148
  • DOI: 10.1080/09168451.2020.1790337
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycerophospholipid profile alterations are associated with murine muscle‐wasting phenotype (2020)
  • 著者名/発表者名: Senoo Nanami、Miyoshi Noriyuki、Kobayashi Eri、Morita Akihito、Tanihata Jun、Takeda Shin'ichi、Miura Shinji
  • 雑誌名: Muscle & Nerve 巻: 62 号: 3 ページ: 413-418
  • DOI: 10.1002/mus.26993
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Metabolomic analysis of skeletal muscle in aged mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchitomi, R., Hatazawa, Y., Senoo, N., Yoshioka, K., Fujita, M., Shimizu, T., Miura, S., Ono, Y., and Kamei, Y.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 号: 1 ページ: 10425-10425
  • DOI: 10.1038/s41598-019-46929-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of myofiber type-specific molecules using mass spectrometry imaging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Goto-Inoue, N., Morisasa, M., Machida, K., Furuichi, Y., Fujii, N.L., Miura, S., and Mori, T.
  • 雑誌名: Rapid Commun Mass Spectrom 巻: 33 号: 2 ページ: 185-192
  • DOI: 10.1002/rcm.8319
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 骨格筋を構成するリン脂質の「質」と機能性に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 学会等名: 日本生物工学会2020年度 第２回脂質駆動学術産業創生研究部会講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋リポクオリティの制御機構と運動およびPGC-1αの影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 学会等名: 第63回日本糖尿病学会年次学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 持久運動トレーニングによる骨格筋リポクオリティの変化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 三浦菜穂、市田日和、梅林脩平、妹尾奈波、三好規之、守田昭仁、三浦進司
  • 学会等名: 第74回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] 加齢性サルコペニアの骨格筋における代謝産物変化の網羅的解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 内富蘭、畑澤幸乃、妹尾奈波、吉岡潔志、藤田真理子、清水孝彦、三浦進司、小野悠介、亀井康富
  • 学会等名: 第74回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] LPGAT1が筋線維タイプにおけるリン脂質クオリティと機能の相違を生み出す (2020)
  • 著者名/発表者名: 市田日和、梅林脩平、赤堀拓、妹尾奈波、佐藤友紀、三好規之、吉田卓矢、守田昭仁、杉浦悠毅、井上菜穂子、川名裕己、青木淳賢、藤井宣晴、眞鍋康子、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第74回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] 骨格筋を構成するリン脂質の「質」制御機構に関する研 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 学会等名: 第10回機能油脂懇話会
  • 招待講演
• [学会発表] リピドミクス解析を活用した食肉評価および栄養素摂取比率の推定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司、妹尾奈波、梅林脩平、井上瑞樹、山本俊佑、三好規之、守田昭仁、亀井康富
  • 学会等名: 日本農芸化学会2019年度大会
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋の膜リン脂質多様性を生み出す機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 妹尾奈波
  • 学会等名: 第２０回静岡ライフサイエンスシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Control mechanisms of myofiber type-specific fatty acid profiles in glycerophospholipids (2019)
  • 著者名/発表者名: Akahori, T., Umebayashi, S., Senoo, N., Sato, T., Miyoshi, N., Yoshida, T., Morita, A., Sugiura, Y., Goto-Inoue, N., Kamei, Y., and Miura, S.
  • 学会等名: 60th International Conference on the Bioscience of Lipids
• [図書] 生体におけるリン脂質の性状と機能性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 機能油脂懇話会
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: 建帛社
  • ISBN: 9784767962153
• [備考] 運動はなぜ健康にいい？ 栄養学が解明する筋肉・脂質の謎
  • URL: https://yumenavi.info/lecture.aspx?GNKCD=g010319