酢酸によるＡＭＰＫ活性化メカニズムの解明～サルコぺニア予防・改善を目指して～

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26850087
• 研究機関: 岡山県立大学
• 研究代表者: 吉村 征浩 岡山県立大学, 保健福祉学部, 助教 (60455566)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: L6筋管細胞 / 酢酸 / GPR43 / AMPK / カルシウムシグナル / ACSS3 / propionyl-CoA synthetase / MEF2A

研究実績の概要

最終年度である今年度は、L6筋管細胞において酢酸がAMPKを活性化する経路にGPR43が関与しているかを調べ、GPR43の下流にカルシウムシグナルが関与しているかを調べた。また、酢酸の代謝酵素の一つと考えられていたAcyl-CoA synthetase short chain member (Acss) 3の機能を一部明らかにした。
酢酸あるいはGPR43アゴニストをL6筋管細胞に作用させたところ、AMPKのリン酸化が引き起こされ、GLUT4、MEF2Aの発現が上昇した。それらの反応はgpr43に対するsiRNAの処理によって阻害された。また、酢酸処理あるいはGPR43アゴニスト処理によってL6筋管細胞内のカルシウムレベルが上昇し、その反応にGRP43が関与することも分かった。酢酸処理によって引き起こされる下流反応は、CaMやCnの阻害剤処理によって阻害され、カルシウムシグナルが関与することが明らかとなった。以上のことから、L6筋管細胞において酢酸で引き起こされるAMPKの活性化には、酢酸がAcetyl-CoA合成酵素によって代謝される際に生じるAMPの増加のみならず、GPR43の活性化により稼働するカルシウムシグナルも関与していることが明らかとなった。
L6筋管細胞において発現している酢酸を代謝すると考えられるacetyl-CoA合成酵素（Acss）のうち、機能未知であったAcss3についてクローニングを行い、酵素学性質を決定した。ACSS3は酢酸を基質とするACSS1、2とは組織分布と基質特異性が大きくことなり、プロピオン酸を基質とする肝臓ミトコンドリアの酵素であることがわかった。また、肝臓における発現は飢餓状態で上昇することも突き止めた。この結果はACSS3が肝臓ミトコンドリアマトリックスのpropionyl-CoA synthetaseであることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Cloning of Rat acss3 and Characterization of Mammalian Propionyl-CoA Synthetase in the Liver Mitochondrial Matrix (2017)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, A. Araki, H. Maruta, Y. Takahashi, and H. Yamashita
  • 雑誌名: Journal of Bochemistry 巻: 161 ページ: 279-289
  • DOI: 10.1093/jb/mvw067
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Changes in the 5’- AMP Concentration of Skeletal Muscles on Acetic Acid Treatment Under Fed or Starved Conditions in Rats (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Araki, Y. Yoshimura, H. Maruta, and H. Yamashita
  • 雑誌名: Annals of Obesity & Disorders 巻: 1 ページ: id1013
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Activation of AMP-Activated Protein Kinase and Stimulation of Energy Metabolism by Acetic Acid in L6 Myotube Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Maruta, Y. Yoshimura, A. Araki, M. Kimoto, Y. Takahashi, and H. Yamashita
  • 雑誌名: PLos One 巻: 11 ページ: e0158055
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0158055
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Significant advancement of mass spectrometry imaging for food chemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshimura, N. Goto-Inoue, T. Moriyama, and N, Zaima
  • 雑誌名: Food Chemistry 巻: 210 ページ: 200-211
  • DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.04.096
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A silkworm infection model to study the Vibrio vulnificus virulence genes (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Yamamoto, T. Kashimoto, Y. Yoshimura, N. Tachibana, S. Kuroda, Y. Miki, S. Kitabayashi, P. Tong, J. Xiao, K. Tanaka, H. Hamamoto, K. Sekimizu, K. Yamamoto
  • 雑誌名: Molecular Medicine Reports 巻: 14 ページ: 4243-4247
  • DOI: 10.3892/mmr.2016.5782. Epub 2016 Sep 26.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of exercise training with intake of acetic acid on lipid metabolism and endurance performance (2016)
  • 著者名/発表者名: Aya Araki, Yukihiro Yoshimura, Yumiko Yamaguchi, Hitomi Maruta, Masumi Kimoto, Yoshitaka Takahashi, Hiromi Yamashita
  • 雑誌名: 岡山県立大学保健福祉学部紀要 巻: 23 ページ: 21-32
  • DOI: 10.15009/00001966
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 酢酸摂取が腸内細菌叢組成に与える影響に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岩田三有紀，丸田ひとみ，吉村征浩，田中晃一、入江康至、山下広美
  • 学会等名: 第４９回日本栄養食糧学会 中四国支部大会
  • 発表場所: 徳山
  • 年月日: 2016-11-12 – 2016-11-13
• [学会発表] Effects of Acetic Acid on Composition of Gut Microbiota in Rat (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyuki Iwata, Hitomi Maruta, Yukihiro Yoshimura, Koichi Tanaka, Yasuyuki Irie, Yoshitaka Takahashi, Hiromi Yamashita
  • 学会等名: The 10th Joint Conference on Nutrition and Food Science
  • 発表場所: ウソン大学、韓国
  • 年月日: 2016-10-07 – 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular Cloning of Rat acss3 and Characterization of Mammalian Propionyl-CoA Synthetase in the Liver Mitochondrial Matrix (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉村征浩, 荒木彩, 丸田ひとみ, 高橋吉孝, 山下広美
  • 学会等名: 第８９回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-09-25 – 2016-09-27