骨格筋アミノ酸代謝と筋量制御における転写調節因子FOXO1／PGC1αの役割

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25292076
• 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(系), 教授 (70300829)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 骨格筋 / 転写調節 / 運動 / 代謝

研究実績の概要

筋萎縮（寝たきりや加齢）は生活の質を低下させる。予防法確立に分子機序理解は重要である。適度な運動は骨格筋機能を向上させ、全身に作用し、生活習慣病等の予防・改善に有効である。FOXO1およびPGC1αはそれぞれ、筋萎縮を促進、運動能力を改善する転写制御因子であると想定している。本研究では、FOXO1とPGC1α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。
メタボローム解析によりPGC1αがアミノ酸を含む様々な基質を利用してTCA回路を活性化し、運動時のエネルギー源としている可能性が示唆された。また、ロイシンによるmTORの活性化（4EBPのリン酸化）に転写制御因子PGC1αが寄与している可能性を検討し、PGC1αがロイシンによるmTORの活性化に寄与していることが示唆された。さらに運動トレーニングがPGC-1α依存的にn-3系多価不飽和脂肪酸含有リン脂質を増加させることを明らかにした。一方、転写制御因子FOXO1は骨格筋の再生を阻害している可能性が示唆された。すなわちC2C12とマウス筋損傷実験の結果から、FOXO1による筋芽細胞の増殖抑制が不活動時における骨格筋再生遅延の原因のひとつである可能性が示唆された。さらにFOXO1およびPGC1αの活性を指標とする食品成分の評価系の作成に成功した。本研究は、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。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] FOXO1 delays skeletal muscle regeneration and suppresses myoblast proliferation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita A, Hatazawa Y, Hirose Y, Ono Y, Kamei Y
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 未定 ページ: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene expression profiling of white adipose tissue reveals paternal transmission of proneness to obesity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morita S, Nakabayashi K, Kawai T, Hayashi K, Horii T, Kimura M, Kamei Y, Ogawa Y, Hata K, Hatada I.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 21693
  • DOI: 10.1038/srep21693.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphorylation of 4EBP by oral leucine administration was suppressed in the skeletal muscle of PGC-1α knockout mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura R, Minami K, Matsuda J, Sawada N, Miura S, Kamei Y
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 80 ページ: 288-90
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1083397.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Down Regulation of Asparagine Synthetase and 3-Phosphoglycerate Dehydrogenase, and the Up-Regulation of Serine Dehydratase in Rat Liver from Intake of Excess Amount of Leucine Are Not Related to Leucine-Caused Amino Acid Imbalance. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura R, Takai M, Namaki H, Minami K, Imamura W, Kato H, Kamei Y, Kanamoto R
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol 巻: 61 ページ: 441-8
  • DOI: 10.3177/jnsv.61.441.
  • 査読あり
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Senoo N, Miyoshi N, Goto-Inoue N, Minami K, Yoshimura R, Morita A, Sawada N, Matsuda J, Ogawa Y, Setou M, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: J Lipid Res. 巻: 56 ページ: 2286-96
  • DOI: 10.1194/jlr.M060533.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metabolomic Analysis of the Skeletal Muscle of Mice Overexpressing PGC-1α. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa Y, Senoo N, Tadaishi M, Ogawa Y, Ezaki O, Kamei Y, Miura S. PLoS One
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 ページ: e0129084
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129084.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ATM Regulates Adipocyte Differentiation and Contributes to Glucose Homeostasis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagi M, Uno H, Nishi R, Sugimoto M, Hasegawa S, Piao J, Ihara N, Kanai S, Kakei S, Tamura Y, Suganami T, Kamei Y, Shimizu T, Yasuda A, Ogawa Y, Mizutani S.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: S2211-1247 ページ: 00052-2
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2015.01.027.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ligand-activated PPARα-dependent DNA demethylation regulates the fatty acid β-oxidation genes in the postnatal liver. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ehara T, Kamei Y, Yuan X, Takahashi M, Kanai S, Tamura E, Tsujimoto K, Tamiya T, Nakagawa Y, Shimano H, Takai-Igarashi T, Hatada I, Suganami T, Hashimoto K, Ogawa Y.
  • 雑誌名: Diabetes 巻: 64 ページ: 775-84
  • DOI: 10.2337/db14-0158
  • 査読あり
• [学会発表] 骨格筋の代謝におけるアミノ酸の機能と分子機序 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 国際アミノ酸学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-11 – 2015-12-11
  • 招待講演
• [学会発表] 運動や栄養環境変化による遺伝子発現変化と生活習慣病予防 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第６回岐阜薬科大学機能性健康食品（蜂産品）研究講演会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋PGC1α欠損マウスへのBCAA摂取による脳内キヌレン酸量の減少 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、関根愛莉、吉村亮二、南貴美子、福渡努
  • 学会等名: アミノ酸学会
  • 発表場所: 滋賀
  • 年月日: 2015-10-23 – 2015-10-24
• [学会発表] 生活習慣病に関する遺伝子発現制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第４回 奥伊勢Forum
  • 発表場所: 三重
  • 年月日: 2015-10-16 – 2015-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] Skeletal muscle metabolism during exercise and its interaction with obesity (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: Kyoto Conference of Young Lions in Obesity Research
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2015-10-05 – 2015-10-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マウス骨格筋において転写共役因子PGC1αはBCAA代謝を促進する (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、畑澤幸乃、只石幹、小川佳宏、北浦靖之、下村吉治、三浦進司
  • 学会等名: 日本肥満学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-10-02 – 2015-10-03
• [学会発表] 骨格筋のエネルギー代謝制御因子PGC1α (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部・関西支部合同大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2015-09-19 – 2015-09-20
• [学会発表] PGC1α-Tgマウスの骨格筋におけるメタボローム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、畑澤幸乃、妹尾奈波、小川佳宏、三浦進司
  • 学会等名: 日本肥満学会adiposcienceシンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-08-22 – 2015-08-22
• [学会発表] 骨格筋代謝と肥満―マウスモデルを用いた検討― (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富
  • 学会等名: 第２３回日本運動生理学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京都品川区
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of gene expression in skeletal muscle function and amino acid metabolism (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasutomi Kamei, Shinji Miura, Yoshihiro Ogawa
  • 学会等名: 12TH Asian Congress of Nutrition
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-05-14 – 2015-05-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] 月刊糖尿病 骨格筋からみた糖尿病の病態と治療 (2015)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富，小川佳宏
  • 総ページ数: p.80-85
  • 出版者: 医学出版
• [図書] 化学と生物 骨格筋と脂肪組織にかかわる最近の話題 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山下敦史、亀井康富
  • 総ページ数: p. 5-6
  • 出版者: 日本農芸化学会
• [図書] 骨格筋とオートファジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村亮二、亀井康富
  • 総ページ数: 445-452
  • 出版者: 内分泌・糖尿病・代謝内科
• [備考] 京都府立大学生命環境科学研究科分子栄養学研究室
  • URL: http://nutrition.life.kpu.ac.jp/