朝食のタンパク質不足が筋肥大を抑制する分子メカニズムの解明

阐明早餐蛋白质缺乏抑制肌肉肥大的分子机制

基本信息

批准号：
20K19710
负责人：
青山晋也
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagasaki 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 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、朝食のタンパク質摂取不足が筋肥大を抑制する分子メカニズムの解明を目的としている。これまでにマウスを1日2回食の時間制限給餌（それぞれそ活動期初期と活動期後期の2回）にて飼育し、各食餌のタンパク質量を変化させた場合、活動期初期に低タンパク質食を摂取したマウスでは活動期後期に低タンパク質食を摂取したマウスに比べ、協働筋切除による筋肥大が抑制されることを見つけていた。次にこの摂取タイミングによる影響に概日時計が関与するかを調べるため、時計遺伝子の一つであるClockに変異の入ったClock mutantマウスにて検討した結果、Clock mutantマウスでは摂取タイミングの影響はみられず概日時計の関与が示唆されていた。しかし、全身に変異のあるClock mutantマウスの場合、活動リズムの変化も伴うため、活動期初期のタンパク質不足が筋肥大を抑制されるメカニズムとして、活動量の変化の関与を否定できなかった。そこで、筋特異的BMAL1ノックアウトマウスを用いて同様の検討を行った。筋特異的BMAL1ノックアウトマウスは正常な活動リズムを示す一方で、骨格筋における時計遺伝子のネガティブフィードバックループは減弱している。本マウスにおいても活動期初期の低タンパク質食摂取が筋肥大を抑制しなかったことから、タンパク質の摂取タイミングによる筋肥大への影響は活動リズムとは独立して骨格筋の概日時計が関与している可能性が考えられた。

这项研究旨在阐明早餐蛋白质摄入不足抑制肌肉肥大的分子机制。到目前为止，当小鼠每天两次限时进食（分别在活跃期开始时和活跃期后期各一次）并且每种饮食中的蛋白质含量不同时，小鼠体内的蛋白质含量较低。他们发现，与在活动后期喂养低蛋白饮食的小鼠相比，在早期活动阶段，由协同肌肉消融引起的肌肉肥大受到抑制。接下来，为了研究生物钟是否参与摄入时间的影响，我们使用时钟基因之一的Clock突变小鼠进行了研究，发现在Clock突变小鼠中，摄入时间是这表明生物钟参与其中。然而，在具有全身突变的时钟突变小鼠中，也涉及活动节律的变化，因此我们不能排除活动变化作为早期活动阶段蛋白质缺乏抑制肌肉肥大的机制。因此，我们使用肌肉特异性 BMAL1 敲除小鼠进行了类似的研究。肌肉特异性 BMAL1 敲除小鼠表现出正常的活动节律，但骨骼肌中时钟基因的负反馈环路减弱。在这些小鼠中，在活动阶段早期摄入低蛋白饮食并不能抑制肌肉肥大，这表明骨骼肌生物钟参与了蛋白质摄入时间对肌肉肥大的影响，与活动节律无关。有可能