チオレドキシンは筋収縮時に骨格筋から分泌される新規マイオカインである

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24700700
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 眞鍋 康子 首都大学東京, 人間健康科学研究科, 准教授 (60467412)
• キーワード: 骨格筋 / マイオカイン / 運動

研究概要

近年、骨格筋からホルモン様の蛋白質が分泌されることが示唆されており、総称してマイオカインと呼ばれている。申請者は、これまでに培養骨格筋細胞を血清を使用せずに分化させる培養条件を発見し、これらに電気刺激装置を組み合わせることで、培養骨格筋細胞を収縮させる系を立ち上げた。新規のマイオカインを発見するために、上記の系を用いて収縮後に培養液を回収し、プロテオ－ム解析に供したところ、複数の分子がマイオカインの候補として挙げられた。
本研究では、発見されたマイオカイン候補分子の中からチオレドキシンに注目して、その分泌機序についての検証を行った。チオレドキシンの分泌が収縮依存的であるかについて、培養骨格筋細胞の収縮系で検証したところ、刺激を与えなくてもチオレドキシンが分泌されることが明らかとなった。細胞を低強度の電気刺激で収縮させてもチオレドキシンの分泌増加は観察されなかったが、高強度刺激時には有意な分泌の増加が観察された。一方、高強度刺激では細胞障害活性も増加しており、分泌増加は細胞の膜障害による漏出によると考えられた。
チオレドキシンには、一般的な分泌蛋白質が持つ分泌シグナル配列が無いため、これまで知られている分泌蛋白質とは異なる新規のメカニズムで分泌されると考えられる。チオレドキシンの分泌が新規分泌メカニズムの一つであるエクソソーム経路によるかについて検証したが、チオレドキシンはエクソソーム以外の上清画分で検出された。また先行研究ではメチルアミン処理がチオレドキシンの分泌を阻害するとの報告があることから、メチルアミン存在下で分泌の検証を行ったが、チオレドキシンの分泌の阻害は見られなかった。従って、チオレドキシンは、これまで知られている経路とは別の経路を通して分泌されていることが示唆された。
以上よりチオレドキシンは構成性に分泌されるマイオカインであることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Macrophage migration inhibitory factor diminishes muscle glucose transport induced by insulin and AICAR in a muscle type-dependent manner. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyatake S, Manabe Y, Inagaki A, Furuichi Y, Takagi M, Taoka M, Isobe T, Hirota K, Fujii NL.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun., 巻: 444 ページ: 496-501
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.089.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 骨格筋代謝の分子メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子;
  • 雑誌名: Diabetes Frontier 巻: 25 ページ: in press
• [雑誌論文] 骨格筋代謝と疾患の最前線 -内分泌器官としての骨格筋 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: in press
• [雑誌論文] 糖尿病における運動とマイオカイン (2013)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子,藤井宣晴
  • 雑誌名: Diabetes Frontier 巻: 24 ページ: 174-179
  • URL: http://mol.medicalonline.jp/archive/search?jo=ai1diafd&vo=24&nu=2
• [雑誌論文] Exercise training-induced adaptations associated with increases in skeletal muscle glycogen content. (2013)
  • 著者名/発表者名: Manabe Y, Gollisch KSC, Holton L, Kim Y, Brandauer J, Fujii NL, Hirshman MF, Goodyear LJ.
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 280 ページ: 916-926
  • DOI: 10.1111/febs.12085.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chronic exercise enhances insulin secretion ability of pancreatic islets without change in insulin content in non-diabetic rats. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya M*, Manabe Y* (*contributed equally), Yamada K, Furuichi Y, Hosaka M, Fujii NL.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 430 ページ: 676-682
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.11.092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lipidomics analysis revealed the phospholipid compositional changes in muscle by chronic exercise and high-fat diet. (2013)
  • 著者名/発表者名: Goto-Inoue N, Yamada K, Inagaki A, Furuichi Y, Ogino S, Manabe Y, Setou M, Fujii NL.
  • 雑誌名: Sci.Rep., 巻: 3 ページ: 3267
  • DOI: 10.1038/srep03267.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient and reproducible myogenic differentiation from human iPS cells: prospects for modeling Miyoshi Myopathy in vitro (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka A, Woltjen K, Miyake K, Hotta A, Ikeya M, Yamamoto T, Nishino T, Shoji E, Sehara-Fujisawa A, Manabe Y, Fujii N, Hanaoka K, Era T, Yamashita S, Isobe K, Kimura E, Sakurai H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e61540
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0061540.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 栄養士のための運動生理学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子, 藤井宣晴
  • 雑誌名: 食育フォーラム 巻: 143 ページ: 10-17
• [学会発表] マイオカイン研究のアプローチとその解析方法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子
  • 学会等名: 日本農芸化学会2014年度大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140327-20140330
• [学会発表] 骨格筋から分泌されるマイオカインのin vivo機能スクリーニングシステムの構築 －ショウジョウバエ遺伝学の応用ー (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子, 片倉健悟, 山田健一郎, 古市泰郎, 坂井貴臣, 藤井宣晴
  • 学会等名: 第3回TOBIRA研究交流フォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20140203-20140203
• [学会発表] Training-induced increase in muscle glycogen content is regulated by the increased PP1 activity (2013)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子, 藤井宣晴, Michael F. Hirshman, and Laurie J. Goodyear
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] Macrophage migration inhibitory factor decreases glucose transport induced by insulin and AICAR in skeletal muscle (2013)
  • 著者名/発表者名: Shouta Miyatake, Yasuko Manabe, Akiko Inagaki, Yasuro Furuichi, Mayumi Takagi, Masato Taoka, Toshiaki Isobe, Kiichi Hirota, Kazunori Yasuda, Jun Nishihira, Nobuharu L. Fujii
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
• [学会発表] Anti-hyperglycemic effects of dammarane-type triterpenes from the root of Panax notoginseng through the enhancement of insulin-dependent glucose transport in skeletal muscle (2013)
  • 著者名/発表者名: Taku Iwamoto, Kumiko Kitamura, Yusuke Takamura, Mitsuru Nomura, Tomoji Ono, Michiaki Murakoshi, Yasuko Manabe, and Nobuharu L. Fujii
  • 学会等名: 6th International Society for Nutraceuticals and Functional Foods
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 20131105-20131109
• [学会発表] 骨格筋から分泌されるマイオカイン -その機能と役割- (2013)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子
  • 学会等名: 第43回日本栄養食糧学会北海道支部会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20131026-20131026
  • 招待講演
• [学会発表] 田七人参由来ダンマラン系トリテルペンと運動との併用が高血糖モデル動物に与える影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高村裕介, 北村久美子, 岩本拓, 野村充, 村越倫明, 眞鍋康子, 杉山圭吉, 西野輔翼, 藤井宣晴
  • 学会等名: 日本体力医学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130921-20130923
• [学会発表] 継続的な運動トレーニングは膵β細胞のインスリン分泌能を高める (2013)
  • 著者名/発表者名: 古市泰郎，山田健一朗，土屋美穂，穂坂正博，眞鍋康子，藤井宣晴
  • 学会等名: 日本体力医学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130921-20130923
  • 招待講演
• [学会発表] C2C12由来筋管を用いた骨格筋急性収縮モデル (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮武正太, 眞鍋康子, 高木麻由美, 藤井宣晴
  • 学会等名: 第21回日本運動生理学会
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 20130727-20130728
• [学会発表] 運動トレーニングによる筋グリコーゲン量の増加にはprotein phosphatase1の活性増加が関与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子, 藤井宣晴
  • 学会等名: 第21回日本運動生理学会
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 20130727-20130728
• [学会発表] An acute muscle contraction model using cultured C2C12 myotubes (2013)
  • 著者名/発表者名: Shouta Miyatake, Yasuko Manabe, Mayumi Takagi,Mio Nakamura, Ai Okeda, Taemi Nakano, Michael F. Hirshman, Laurie J. Goodyear, Nobuharu L. Fujii
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20130619-21
• [図書] 最新栄養学 第10版(翻訳) 第61章摂取エネルギー 肥満および食行動, (2014)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子著, 木村修一, 古野純典監修
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 建帛社
• [図書] 糖尿病の分子標的と治療薬辞典 第3章 筋肉, (2013)
  • 著者名/発表者名: 眞鍋康子, 藤井宣晴 著, 春日雅人監修, 綿田裕孝, 松本道宏編集
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 羊土社
• [備考] 運動分子生物学研究室のホームページ
  • URL: http://www.comp.tmu.ac.jp/muscle/index.html