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ラットより摘出した骨格筋をin vitroの試験管内でインキュベートし、キサンチンオキシダーゼを試験管内に添加すると、ヒポキサンチン1mMを予め添加したときにのみ骨格筋の糖取り込みは元進する。我々は、すでにこの条件下では試験管内に過酸化水素が発生していることを観察し、実際、キサンチンオキシダーゼの代わりに過酸化水素を添加すると骨格筋の糖取り込みが亢進することを明らかにしてきた。
骨格筋収縮により過酸化水素が発生することから、運動刺激による骨格筋糖取り込み亢進メカニズムの有力因子となる可能性がある。そこで、運動時の糖取り込み充進の一役を担うAMPキナーゼの活性及びリン酸化を検討したが、糖取り込みの亢進が認められる過酸化水素濃度刺激では全く変化しなかった。一方、運動時にはインスリン感受性の亢進が認められることから、インスリンシグナル伝達系の関与も想定される。そこで、インスリンシグナルの鍵となるPI3キナーゼの阻害剤を用いた検討を行った結果、驚くべきことに過酸化水素刺激による骨格筋糖取り込みの亢進を完全に抑制した。
さらに、過酸化水素刺激によるシグナル伝達にはAkt/PKBのリン酸化が関与することを明らかにし、インスリン受容体欠損マウスやAkt2欠損マウスでの検討を想定して、マウスの摘出筋においてラットの実験の再現を試みた。残念ながらこれまでにラットで観察されたような糖取り込みの亢進を認める実験条件を確立することができなかつた。しかし、モデルマウス実験は必須であることから今も研究を進めている。尚、本研究の一部は、海外共同研究者であるジョスリン糖尿病センターの代謝部門長のGoodyear LJ氏、助手の藤井宣晴氏と共同で行った。
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