糖尿病由来のミトコンドリア機能障害に対する交流磁気刺激の予防効果

交流磁刺激对糖尿病引起的线粒体功能障碍的预防作用

基本信息

批准号：
20K19331
负责人：
中西亮介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe International University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は糖尿病由来のミトコンドリア機能障害に対する交流磁気刺激の予防効果を明らかにすることである．昨年度は60Hzの交流磁気刺激照射が脂肪酸をミトコンドリアに取り込む経路を促進させることが明らかになった．本年度は１)磁場が脂肪酸経路を促進させるメカニズムを検証するとともにエネルギー消費について更なる検証を行うことを目的とした．昨年作成した筋サンプルに対してAMP-activated protein kinase（AMPK）のタンパク質の発現をWestern Blotting法を用いて解析した．その結果，60Hzの交流磁気刺激照射がAMPKの活性化を促進させることが明らかになった．さらに，エネルギー消費のメカニズムを明らかにするためにC2C12筋菅細胞に60Hzの交流磁気刺激を短回照射し，ミトコンドリア膜電位プローブを用いてその反応性を可視化するとともに，数値化し評価した．これらの結果より，60Hz交流磁気刺激を行うことでミトコンドリア膜電位に変化（ミトコンドリア膜電位の低下）が生じることが明らかになり，脱共役を積極的に引き起こしていることが明らかになった．さらに筋特異的に生じる脱共役タンパク質であるUncoupling protein-3のmRNA発現が著しく増加したことから，60Hz交流磁気刺激は骨格筋においてミトコンドリア内でのエネルギー消費に関与する脱共役にも寄与していることが明らかになった．これらのメカニズムから60Hz交流磁気刺激はAMPKの活性化を促進させることでミトコンドリア内への脂肪酸取り込みを促進させるだけでなく，脂質消費を高め，筋内脂肪の蓄積や血糖値の低下に寄与していることが明らかになった．

本研究的目的是阐明交流磁刺激对糖尿病引起的线粒体功能障碍的预防作用。去年，研究表明 60Hz 交流磁刺激辐射可促进脂肪酸进入线粒体的途径。今年的目标是1）验证磁场促进脂肪酸途径的机制，并进一步验证能量消耗。使用Western Blotting方法分析去年制备的肌肉样品中AMP激活蛋白激酶（AMPK）蛋白的表达。结果表明，60Hz交流磁刺激照射促进AMPK激活。此外，为了阐明能量消耗的机制，用60Hz AC磁刺激短时间照射C2C12肌肉细胞，并使用线粒体膜电位探针观察反应性并进行数值评估。这些结果表明，60Hz AC 磁刺激会引起线粒体膜电位的变化（线粒体膜电位降低），并主动引起解偶联。此外，肌肉特异性解偶联蛋白Uncoupling Protein-3的mRNA表达显着增加，表明60Hz AC磁刺激也有助于骨骼肌线粒体内能量消耗的解偶联。基于这些机制，60Hz交流磁刺激不仅通过促进AMPK激活来促进脂肪酸摄取到线粒体，而且还增加脂质消耗，有助于肌内脂肪积累并降低血糖水平。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Preventive effects of low‐intensity endurance exercise for severe hyperglycemia‐induced capillary regression in non‐obese type 2 diabetes rat skeletal muscle

低强度耐力运动对非肥胖2型糖尿病大鼠骨骼肌严重高血糖引起的毛细血管退化的预防作用

DOI：
10.14814/phy2.14712
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
2.5
作者：
Morifuji Takeshi;Tanaka Minoru;Nakanishi Ryosuke;Hirabayashi Takumi;Kondo Hiroyo;Fujino Hidemi
通讯作者：
Fujino Hidemi

Nucleoprotein-enriched diet enhances protein synthesis pathway and satellite cell activation via ERK1/2 phosphorylation in unloaded rat muscles

富含核蛋白的饮食通过无负荷大鼠肌肉中 ERK1/2 磷酸化增强蛋白质合成途径和卫星细胞激活