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2015 年度 実績報告書

熱ショックタンパク質が骨格筋AMPK/SIRT1活性増強に及ぼすメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J00286
研究機関京都大学

研究代表者

後藤 亜由美  京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード骨格筋 / AMPK / 熱刺激 / 糖輸送 / heat shock protein / グリコーゲン合成
研究実績の概要

近年、骨格筋におけるheat shock protein(HSP)72の発現増加が耐糖能障害を改善する可能性が報告されているが、そのメカニズムは不明な点が数多く残されている。当初の本研究では、ラットへの熱刺激や薬剤負荷によって骨格筋のHSP72を増加させた状態を作成し、糖代謝活性の変化やそのメカニズムについて検討する予定であった。しかしこの研究過程において、ラット単離骨格筋に対して短時間(30分以内)の温熱刺激(42℃)を与えると、HSP72が増加しないにもかかわらず、糖代謝の重要過程である骨格筋糖輸送が亢進することを見出した。さらに糖輸送亢進のメカニズムとして、糖代謝制御分子である5’ AMP activated protein kinase(AMPK)が活性化され、glucose transporter(GLUT)4のトランスロケーションが誘導されることが示唆された。また、温熱刺激はエネルギー代謝の指標であるグリコーゲン貯蔵量を有意に減少させ、グリコーゲン合成速度を有意に亢進させた。一方、温熱刺激はタンパク質合成シグナルを負に制御することが示された。したがって、温熱刺激によって骨格筋内へ取り込まれたグルコースは、グリコーゲン合成を促進させ、枯渇したグリコーゲンを補充するために利用されると推察される。今回の検討では、温熱刺激はグリコーゲン合成速度を有意に亢進させることが明らかとなり、運動類似の生理学的作用を有する可能性が示唆された。温熱刺激が運動類似効果を有するのであれば、怪我や疾病、加齢により運動が困難になった人に対する、骨格筋糖代謝機能の維持・改善を目的とした運動擬似効果を得るための物理療法になる可能性を示唆している。
さらに今回の研究は、短時間の温熱刺激がHSP72とは独立して、骨格筋糖代謝を急性的に亢進する可能性を示唆する有力な結果であることがいえる。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Caffeine affects myotube size as well as regulates protein degradation and protein synthesis pathways in C2C12 skeletal muscle cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Egawa T, Ohno Y, Goto A, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Hayashi T, Goto K.
    • 雑誌名

      J Caffeine Res.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microcurrent electrical neuromuscular stimulation facilitates regeneration of injured skeletal muscle in mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Fujiya H, Ogura Y, Ohno Y, Goto A, Nakamura A, Ohashi K, Uematsu D, Aoki H, Musha H, Goto K.
    • 雑誌名

      J Sports Sci Med.

      巻: 14 ページ: 297-303

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of AMPK in regulating slow-twitch muscle atrophy during hindlimb unloading in mice.2015

    • 著者名/発表者名
      Egawa T, Goto A, Ohno Y, Yokoyama S, Ikuta A, Suzuki M, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Hayashi T, Goto K.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Endocrinol Metab.

      巻: 309 ページ: E651-E662

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00165.2015.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heat stress acutely activates insulin-independent glucose transport and 5'-AMP-activated protein kinase prior to an increase in HSP72 protein in rat skeletal muscle.2015

    • 著者名/発表者名
      Goto A, Egawa T, Sakon I, Oshima R, Ito K, Serizawa Y, Sekine K, Tsuda S, Goto K, Hayashi T.
    • 雑誌名

      Physiol Rep.

      巻: 3 ページ: e12601

    • DOI

      10.14814/phy2.12601.

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 短時間の熱刺激が骨格筋糖代謝に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      後藤亜由美、江川達郎、関根圭一、佐近一翔、大島里詠子、津田諭志、林達也
    • 学会等名
      第51回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 短時間の熱刺激が骨格筋糖輸送活性ならびに5’ -AMP-activated protein kinase(AMPK)に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      後藤亜由美、江川達郎、佐近一翔、関根圭一、大島里詠子、津田諭志、林達也
    • 学会等名
      第59回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-21
  • [学会発表] Acute heat stress (HS) stimulates 5’adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and insulin-independent glucose transport in rat skeletal muscle.2015

    • 著者名/発表者名
      Goto A, Sakon I, Oshima R, Sekine K, Tsuda S, Egawa T, Hayashi T.
    • 学会等名
      The 8th Asia-Oceania Conference on Obesity (AOCO2015)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center
    • 年月日
      2015-10-02 – 2015-10-04
    • 国際学会
  • [学会発表] Possible mechanism of caffeine-induced acute impairment of insulin sensitivity in rat skeletal muscle.2015

    • 著者名/発表者名
      Egawa T, Tsuda S, Ma X, Hamada T, Goto K, Hayashi T.
    • 学会等名
      The 8th Asia-Oceania Conference on Obesity (AOCO2015)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center
    • 年月日
      2015-10-02 – 2015-10-04
    • 国際学会
  • [学会発表] 急性的な熱刺激が骨格筋糖代謝ならびにAMPK動態に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      後藤亜由美、佐近一翔、大島里詠子、関根圭一、津田諭志、江川達郎、林達也
    • 学会等名
      第70回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      和歌山県民文化会館/ホテルアバローム紀の国
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] AMPKが廃用性筋萎縮に伴う骨格筋micro RNA発現変化に与える影響2015

    • 著者名/発表者名
      江川達郎、後藤亜由美、大野善隆、横山真吾、林達也、後藤勝正
    • 学会等名
      第70回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      和歌山県民文化会館/ホテルアバローム紀の国
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-20
  • [学会発表] Acute heat stress activates glucose transport and 5’adenosine monophosphate-activated protein kinase in rat skeletal muscle.2015

    • 著者名/発表者名
      Goto A, Sakon I, Oshima R, Egawa T, Serizawa S, Tsuda S, Hayashi T.
    • 学会等名
      第50回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム
    • 年月日
      2015-06-05 – 2015-06-07

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公開日: 2016-12-27  

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