| 研究課題/領域番号 |
19K11433
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| 研究機関 | 福島大学 |
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研究代表者 |
安田 俊広 福島大学, 人間発達文化学類, 教授 (50323184)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 骨格筋 / PGC-1α / ミトコンドリア / エピネフリン / CREB |
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| 研究実績の概要 |
骨格筋のミトコンドリアの増加は，持久的能力を向上させるだけでなく，脂質代謝の亢進など代謝疾患の予防にも関与している.しかし，ミトコンドリアの増加 を引き起こすメカニズムについては不明な点が多い.ミトコンドリアの増減には骨格筋の収縮活動という局所因子と交感神経活動の亢進といった体液性因子の2 つ が関与すると考えられている.これまでの先行研究の結果から考えると，これら2つの因子が相互に関係しあってミトコンドリアの増減を引き起こしている可能性があるがその関与の仕方については不明な点が多い.そこで本研究は，様々な条件下での2つの因子を検討することで骨格筋のミトコンドリア制御のメカニズ ムの解明を目指している.
令和元年から2年度にかけて，ラットにノルエピネフリンを注射し，骨格筋と褐色脂肪細胞を摘出しミトコンドリア生合成に関係するタンパクを測定・ 評価した.測定したタンパク質は，PGC-1α，UCP-1 (褐色脂肪細胞)， UCP-3 (骨格筋)，クエン酸合成酵素である.その結果，ノルエピネフリン注射6時間後にお いて褐色脂肪細胞・骨格筋共にPGC-1α，UCP-1の変化は観察されなかった.一方，注射18時間後においては褐色脂肪細胞のPGC-1αが増加したが，骨格筋では変化が見られなかった.これらの結果は交感神経活動の亢進は褐色脂肪細胞のミトコンドリアを増加させるが，骨格筋ではその作用がないか極めて弱いことを示唆している.しかし，ノルエピネフリンが十分作用していない事例が見られた．そこで令和3年度は，サイクリックAMP応答配列結合タンパク質(CREB)とその リン酸化を確認する作業を行った.その結果エピネフリンによってリン酸化を受ける個体とほとんど受けない個体が観察されエピネフリンの作用が一様でなかった．これが実験条件の問題なのか生理的メカニズムによるものなのか検討中である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
当初計画から予算が減額されたため，m-RNAの測定を行う設備・試薬の購入が出来なかった.そのため，今回の測定はタンパクの測定のみとなった.他大学との施設共用の可能性を検討していたが，新型コロナウイルスの感染拡大防止のため大学間の交流が著しく制限されたため滞っている. またエピネフリンの投与量やタイミングを確認する実験に多くの時間を費やしてしまった．また大学院生を実験補助者としてデータ収集を予定していたが大学への入構制限などがあり計画的な実験遂行が困難であった．そのため当初の予定であった水泳運動実験に至らなかった.そこで1年延長措置をとり上記の実験についてはR4年度に行う予定である
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに測定に至らなかったノルエピネフリン注射後の骨格筋と褐色脂肪細胞のミトコンドリア新生に関係するタンパクの測定を行い，学会発表・論文執筆 の準備を行う.また，予定していた下記の実験に着手する ．
ミトコンドリアの増加モデルとして水泳運動を用いる.水泳運動は先行研究にしたがい深さ 50cmの水槽に，ラット1匹あたりの平均表面積が170cm2になるよう同時に泳がせる.水温は35°Cとする.3時間の水泳を15分の休憩をはさんで2回，計6時間の水泳 運動を5日間実施する.水泳運動に先立ち，実験群のラット (8匹)には0.4 mg/kg量のプロプラノロール(β2遮断薬)を1日に1回皮下注射する.対象群のラット(8匹) は生理食塩水を注射する.5日目の水泳トレーニン グ終了48時間後に前肢骨格筋のEpitrochlearis (EPI) を摘出し，実験1と同様，ウェスタンブロッティングで 目的タンパク質の定量を行う.測定するタンパク 質はPGC-1αおよびミトコンドリア関連タンパク(Citrate Synthaseなど)とする.
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| 次年度使用額が生じた理由 |
令和2年度において実験２の実験条件の確立に時間を要したこと，また新型コロナウイルスの感染拡大による大学入構制限により実験を計画通りに進められなかった．そのため補助事業を1年延長した．令和4年度は未達の実験計画を実施する予定である
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