研究課題
基盤研究(C)
エクササイズ(運動)は食事療法と共に、健康維持や肥満、糖尿病などの代謝症候群の改善に資する。エクササイズは、骨格筋に対して代謝昂進に加えて、局所的な受動性力学刺激(バイオメカニカルストレス)を与える。このバイオメカニカルストレスによる骨格筋細胞の糖代謝機能制御とその分子機構について研究し、以下の成果を得た。1)マウス骨格筋標本における糖取り込みと糖輸送体(GLUT4)め膜移行:受動性力学刺激により糖取り込みと糖輸送体(GLUT4)の膜移行が昂進した。2)糖取り込みと糖輸送体(GLUT4)の膜移行に関わる経路:代謝センサー分子AMP-kinaseの活性上昇無しに、Akt/PKBやp38MAPKの活性化を伴うPI3-kinase(PI3K)-Akt経踏が関与する。即ち、インスリン無きインスリン経路の活性化である(PfluegersArch.2006;451:803-813)3)マウス腓腹筋微小筋束標本の確立と応用:分子機構をより詳細に研究するために本標本の作製方法を確立し、この標本における伸展刺激およびインスリン刺激による糖取り込みの増加を確認した。4)Caveolin-3とPI3Kとの相互作用の検証:伸展刺激により、PI3Kがcaveolin-3近傍の細胞膜へ移行することを、共焦点レーザー顕微鏡を用いて確認した。5)Caveolin-3の役割:Caveolin-3ノックアウトマウスから得られた筋束標本において、伸展刺激によるAktのリン酸化の減少が観察された。(本研究の意義)本研究は、エクササイズに伴う受動性力学刺激の骨格筋糖取り込みにおける新たな分子機構を提示すると共に、それらの機構に関わる分子群が、血糖低下作用を有する新規薬物の標的ともなる可能性を示す。従って、創薬における力学薬理学(mechano-pharmacology)の重要性を指摘した意義がある。
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