老人性低体温症モデルマウスを用いた骨格筋の新規熱産生メカニズムの解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K10994
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 中尾 玲子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 講師 (20582696)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 熱産生 / 概日リズム

研究実績の概要

ミトコンドリアに発現するATPトランスポーターSLC25A25は、細胞内のエネルギー需要が高いときにその発現・活性が誘導されることから、SLC25A25によるATPの輸送は、ミトコンドリアに発現する酵素の活性を刺激しエネルギー代謝を急激に上昇させる意義があると考えられている。
我々は、絶食や高脂肪低糖質食摂取下のマウス骨格筋においてSlc25a25の発現が誘導されることを確認し、この分子が栄養飢餓状態におけるエネルギー代謝や体温の制御に何らかの役割を担うと考えた。骨格筋Slc25a25の発現はマウスの活動時間帯に著しく上昇することから、この分子の機能は活動時間帯に特に発揮されると仮定し、毎日の活動時間帯のみマウスを絶食させる時間制限給餌を行った。自由摂食時には野生型マウス、MKOマウスの体温や自発活動量に差は見られなかったが、絶食時間帯にはMKOマウスにおける体温・活動量の低下が野生型よりも顕著であった。令和3年度はこの個体から採取した臓器や血液の解析を行った。自由摂食下では骨格筋の重量に遺伝子型による差は見られなかったが、時間制限給餌によりMKOマウスにおいてのみ骨格筋重量が減少した。このとき、筋分解マーカーAtrogin-1やMurg1の遺伝子発現量は野生型マウスよりもMKOマウスにおいて高値を示し、血中アラニン量も増加していた。飢餓状態では体タンパク質だけでなく体内に蓄積した脂肪を代謝してエネルギーを得ようとするが、MKOマウスを飢餓状態に供するとエネルギー基質としてタンパク質への依存度が高まる可能性が示唆された。骨格筋Slc25a25は飢餓状態において、時刻を限定して脂肪代謝・体温上昇を誘発し、餌の探索のための活動を容易にする役割があり、Slc25a25の機能低下と栄養状態の悪化により筋タンパク質の喪失が亢進し、筋萎縮のリスクが増加する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal structure of inhibitor-bound human MSPL that can activate high pathogenic avian influenza (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohno Ayako、Maita Nobuo、Tabata Takanori、Nagano Hikaru、Arita Kyohei、Ariyoshi Mariko、Uchida Takayuki、Nakao Reiko、Ulla Anayt、Sugiura Kosuke、Kishimoto Koji、Teshima-Kondo Shigetada、Okumura Yuushi、Nikawa Takeshi
  • 雑誌名: Life Science Alliance 巻: 4 ページ: -
  • DOI: 10.26508/lsa.202000849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes (2021)
  • 著者名/発表者名: Ulla Anayt、Uchida Takayuki、Miki Yukari、Sugiura Kosuke、Higashitani Atsushi、Kobayashi Takeshi、Ohno Ayako、Nakao Reiko、Hirasaka Katsuya、Sakakibara Iori、Nikawa Takeshi
  • 雑誌名: Archives of Biochemistry and Biophysics 巻: 704 ページ: 108873～108873
  • DOI: 10.1016/j.abb.2021.108873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional rice with tandemly repeated Cbl-b ubiquitin ligase inhibitory pentapeptide prevents denervation-induced muscle atrophy in vivo (2021)
  • 著者名/発表者名: Akama Kazuhito、Shimajiri Yasuka、Kainou Kumiko、Iwasaki Ryota、Nakao Reiko、Nikawa Takeshi、Nishikawa Akio
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 85 ページ: 1415～1421
  • DOI: 10.1093/bbb/zbab059
  • 査読あり
• [雑誌論文] MuRF1 Deficiency Prevents Age‐Related Fat Weight Gain, Possibly Through Accumulation of PDK4 in Skeletal Muscle Mitochondria in Older Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugiura Kosuke、Hirasaka Katsuya、Maeda Tasuku、Uchida Takayuki、Kishimoto Koji、Oarada Motoko、Labeit Siegfried、Ulla Anayt、Sakakibara Iori、Nakao Reiko、Sairyo Koichi、Nikawa Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Research 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1002/jor.25131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral intake of rice overexpressing ubiquitin ligase inhibitory pentapeptide prevents atrophy in denervated skeletal muscle (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakao Reiko、Shen Weilin、Shimajiri Yasuka、Kainou Kumiko、Sato Yuki、Ulla Anayt、Ohnishi Kohta、Ninomiya Miyuki、Ohno Ayako、Uchida Takayuki、Tanaka Mitsuru、Akama Kazuhito、Matsui Toshiro、Nikawa Takeshi
  • 雑誌名: npj Science of Food 巻: 5 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41538-021-00108-0
  • 査読あり