ミオグロビン発現制御機構および生理機能の解明と有酸素性運動能力向上への応用

• 研究課題/領域番号: 26750314
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 岩中 伸壮 立命館大学, スポーツ健康科学部, 非常勤講師 (80584002)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ミオグロビン / シグナル伝達

研究実績の概要

平成27年度は、細胞・動物実験によりミオグロビン発現に関わるシグナル経路の検討を実施した。骨格筋細胞株に対し、細胞内cAMP濃度の増加を介しPKAを活性化させるメチルキサンチン類 (カフェイン・テオフィリン)を添加した結果、ミオグロビンの遺伝子・タンパク質発現が有意に増加した。また、ミトコンドリア生合成ならびに脂質代謝に関連する遺伝子発現に関しても、同様に有意な増加が観察された。PKAの阻害剤であるKT5720は、メチルキサンチン類によるミオグロビンの遺伝子発現の増加を抑制した。
細胞実験において、ミオグロビン生合成を制御することが示唆されたcAMP/PKA経路が、生体においてもミオグロビン発現に関与しているかを検討するため、C57BL/6マウスに対するテオフィリンの慢性投与実験を行った。テオフィリンの慢性投与により、体重ならびに脂肪組織重量の有意な減少が見られたが、腓腹筋・足底筋・ヒラメ筋におけるミオグロビンの発現量に関しては有意な増加が見られなかった。
以上から、細胞実験により、cAMP/PKA経路がミオグロビン生合成を制御する新規経路であることが示唆されるが、生体実験において同様の経路が作用し得るかに関しては今後の検討課題である。

研究成果

• [雑誌論文] Myoglobin and the Regulation of Mitochondrial Respiratory Chain Complex IV (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Takakura H, Jue T, Hashimoto T, Ishizawa R, Furuichi Y, Kato Y, Iwanaka N, Masuda K
  • 雑誌名: The Journal of Physiology 巻: 594 号: 2 ページ: 483-495
  • DOI: 10.1113/jp270824
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dehydroepiandrosterone activates AMP kinase and regulates GLUT4 and PGC-1α expression in C2C12 myotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokokawa T, Sato K, Iwanaka N, Honda H, Higashida K, Iemitsu M, Hayashi T, Hashimoto T
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 463 号: 1-2 ページ: 42-47
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.05.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mixed lactate and caffeine compound increases satellite cell activity and anabolic signals for muscle hypertrophy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oishi Y, Tsukamoto H, Yokokawa T, Hirotsu K, Shimazu M, Uchida K, Tomi H, Higashida K, Iwanaka N, Hashimoto T.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 118 号: 6 ページ: 742-9
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00054.2014
  • 査読あり
• [学会発表] 3T3-L1細胞において、dehydroepiandrosteroneはAMPキナーゼの活性化を介して脂肪細胞分化を抑制する (2015)
  • 著者名/発表者名: 横川拓海，佐藤幸治，成澤諒子，木戸康平，森理紗子，岩中伸壮，林達也，橋本健志.
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 兵庫県神戸市、神戸ポートアイランド
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] C2C12骨格筋細胞において、カルシウムシグナルならびにAMP kinase がPGC-1 related coactivatorの遺伝子発現に及ぼす影響の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横川拓海，大崎智彦，岩中伸壮，林達也，橋本健志.
  • 学会等名: 第70日本体力医学会大会
  • 発表場所: 和歌山県和歌山市、和歌山県県民文化会館
  • 年月日: 2015-09-20
• [学会発表] C2C12骨格筋細胞においてテオフィリンが糖・脂質代謝関連遺伝子発現に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大崎智彦，横川拓海，木戸康平，岩中伸壮，橋本健志.
  • 学会等名: 第70日本体力医学会大会
  • 発表場所: 和歌山県和歌山市、和歌山県県民文化会館
  • 年月日: 2015-09-20
• [学会発表] Caffeine Treatment Stimulates Myoglobin Synthesis via cAMP Signaling in L6 Skeletal Muscle Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobumasa Iwanaka, Takumi Yokokawa, Takashi Fujita, Kazumi Masuda, Takeshi Hashimoto
  • 学会等名: ACSM Conference on Integrative Physiology of Exercise
  • 発表場所: Eden Roc Miami Beach, Florida, USA
  • 年月日: 2014-09-18
• [図書] アンチエイジングシリーズ4 進化する運動科学の研究最前線（第3章、第2節） (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋本健志、岩中伸壮
  • 総ページ数: 440
  • 出版者: NTS