転写調節因子FOXO1/PGC1αに着目した筋萎縮と運動能力改善の分子機序解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04926
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 亀井 康富 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (70300829)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 骨格筋 / 筋萎縮 / 運動 / 生活習慣病

研究成果の概要

本研究では、骨格筋機能の遺伝子発現調節に重要であるPGC1αおよびFOXO1に着目して研究を進めた。PGC1α欠損遺伝子改変マウスを作製し、ミトコンドリア機能にPGC1αが重要であることを観察した。またPGC1αは骨格筋でグルコースアラニン回路に寄与した。DNAメチル化酵素Dnmt3aが筋萎縮時に骨格筋で顕著に発現低下し、筋損傷時の筋再生を低下させた。また食品成分のスクリーニングによりFOXO1の転写活性をビタミンDが抑制し筋萎縮を抑制しうることを見出した。さらにPGC1αのホモログ・PGC1βの転写活性を大豆イソフラボンが促進しエネルギー消費上昇・抗肥満作用を有することを見出した。

自由記述の分野

分子栄養学

研究成果の学術的意義や社会的意義

超高齢社会を迎えた我が国において、骨格筋機能の向上は健康寿命の延長の観点から重要である。本研究では、FOXO1とPGC1αという２つの因子に着目して、標的遺伝子の探索と分子機序・機能解析を行った。筋萎縮と運動能改善における遺伝子発現制御を調べ、さらに食品成分が及ぼす影響を解析した。その結果、ビタミンDが骨格筋萎縮抑制、大豆イソフラボンがエネルギー消費を促進するというデータが得られた。また筋萎縮・筋再生低下におけるDNAメチル化の関与が示唆された。本研究の成果は、筋萎縮予防・筋機能向上のための機能性食品や医薬品の開発につながるものである。