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不活動由来に増加してインスリン抵抗性を惹起する筋細胞内メッセンジャーの探索

研究課題

研究課題/領域番号 20K21776
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
研究機関福岡大学

研究代表者

川中 健太郎  福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (80339960)

研究分担者 檜垣 靖樹  福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
河本 絵美  長岡工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (40634514)
上原 吉就  福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
畑本 陽一  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 国立健康・栄養研究所 栄養・代謝研究部, 研究員 (90738832)
木戸 康平  福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (50822730)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード不活動 / ギブス固定 / ラット / ヒラメ筋 / インスリン抵抗性 / メタボローム / TXNIP / 糖取り込み / ギプス固定 / 代謝物質 / メタボローム解析 / ストレッチ / 骨格筋 / メタボロミクス / immobilization
研究開始時の研究の概要

スポーツなどの運動は骨格筋のインスリン感受性を上昇させるが、その仕組みはよく研究されている。一方、身体不活動(立位・歩行活動量の減少)によって筋のインスリン感受性は低下する。この不活動によってインスリン抵抗性が生じる仕組みは運動の逆とは考えにくく、不明な点が多い。本研究では、不活動由来に増加し、インスリン抵抗性を引き起こす原因となる筋細胞内メッセンジャーXを探索・同定し、不活動の仕組みに迫る。

研究成果の概要

活発な運動によって筋細胞内のエネルギー源(グリコーゲン、CrPなど)が減少し、これを細胞内メッセンジャーとしてインスリン感受性が上昇する。一方、身体不活動(立位・歩行などの日常活動量の減少)によって骨格筋のインスリン感受性は低下するが、不活動筋ではエネルギー源が増加することはない。すなわち、不活動特異的な筋細胞内メッセンジャーが存在するはずだが、実体は不明である。
そこで、本研究では、実験動物ラットを用いて、不活動由来の筋内代謝物変化をメタボローム解析で網羅的に分析した。その結果、不活動由来のグルタミン酸の増加、あるいはコリンやサルコシンの減少がインスリン抵抗性を引き起こす可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

スポーツなどの活発な運動によって筋細胞内のエネルギー源(グリコーゲン、CrPなど)が減少し、これを細胞内メッセンジャーとしてインスリン感受性が上昇する。一方、身体不活動(立位・歩行などの日常活動量の減少)によって骨格筋のインスリン感受性は低下する。本研究は不活動特異的な筋細胞内メッセンジャーの候補(グルタミン酸、コリン、サルコシンなど)を示すものであり、今後、これらの代謝物質の変化とインスリン抵抗性の因果関係を検討する。将来的には、これらの代謝物質の変化を抑制し、不活動誘発性インスリン抵抗性を防止できる処方、例えば、「食事」「機能性食品」「ストレッチ」などを用いた運動代替処方の開発に繋げる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 骨格筋が担う糖代謝の新知見―運動がもたらす効果とその制御.2022

    • 著者名/発表者名
      木戸康平、川中健太郎、林達也: 第40巻、第2号、2022年
    • 雑誌名

      実験医学増刊.

      巻: 40 ページ: 18-23

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Egg White Protein Feeding Facilitates Skeletal Muscle Gain in Young Rats with/without Clenbuterol Treatment2021

    • 著者名/発表者名
      Koshinaka Keiichi、Honda Asuka、Iizumi Rihei、Miyazawa Yuto、Kawanaka Kentaro、Sato Akiko
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 13 号: 6 ページ: 2042-2042

    • DOI

      10.3390/nu13062042

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Egg white protein promotes developmental growth in rodent muscle independent of the leucine content.2021

    • 著者名/発表者名
      Kido K, Koshinaka K, Iizawa H, Honda H, Hirota A, Nakamura T, Arikawa M, Ra S-G, Kawanaka K.
    • 雑誌名

      J Nutrition.

      巻: 152 号: 1 ページ: 117-129

    • DOI

      10.1093/jn/nxab353

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Acute bout of exercise downregulates thioredoxin-interacting protein expression in rat contracting skeletal muscles2020

    • 著者名/発表者名
      Song-Gyu Ra, Emi Kawamoto, Keiichi Koshinaka, Maiko Iwabe, Yuki Tomiga, Hiroki Iizawa, Hiroki Honda, Yasuki Higaki, Kentaro Kawanaka.
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 8(11) 号: 11

    • DOI

      10.14814/phy2.14388

    • NAID

      120007126556

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] TXNIPが筋収縮による骨格筋の糖取り込みに与える影響.2021

    • 著者名/発表者名
      中村泰志、木戸康平、廣田歩夢、有川実玖、横川晶、本田紘基、増谷弘、羅成圭、川中健太郎.
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会 (三重)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 運動後の非活動筋における糖取り込みとTXNIPの関与.2021

    • 著者名/発表者名
      羅成圭、本田紘基、川中健太郎.
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会 (三重)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 不活動が骨格筋のGLUT1依存的な血糖取り込みに及ぼす影響.2021

    • 著者名/発表者名
      府川凱、霜田靖、越中敬一、川中健太郎, 河本絵美.
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会 (三重)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質摂取と筋肉づくり2021

    • 著者名/発表者名
      川中健太郎
    • 学会等名
      第3回日本抗加齢医学会 九州地方会(福岡)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵タンパク質の摂取がクレンブテロール誘発の筋肥大効果に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      越中敬一、本田明日香、川中健太郎、佐藤晶子
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会 (鹿児島)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イノシン投与が一過性運動後の骨格筋グリコーゲン回復に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      坂井 一哉、冨賀 裕貴、草野 雅貴、伊藤 愛、河田 健太郎、中島 志穂子、上原 吉就、川中 健太郎、檜垣 靖樹
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会 (鹿児島)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 受動的なストレッチはラットヒラメ筋のTXNIP発現量を減少させるとともにインスリン抵抗性を改善する2020

    • 著者名/発表者名
      本田紘基、羅成圭、飯澤拓樹、中島志穂子、冨賀裕貴、檜垣 靖樹、川中健太郎
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会 (鹿児島)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Passive stretch improves insulin-stimulated glucose transport together with downregulation of TXNIP in rat soleus muscle2020

    • 著者名/発表者名
      Honda H, Ra SG, Iizawa H, Nakashima S, Tomiga Y, Higaki Y, Kido K, Kawanaka K
    • 学会等名
      American Physiological Society Integrative Physiology of Exercise
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] スポーツ栄養学最新理論2020

    • 著者名/発表者名
      寺田新 編著
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      市村出版
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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