ドパミンニューロンが骨格筋の糖代謝に及ぼす調節作用に関する研究

多巴胺神经元对骨骼肌糖代谢的调节作用研究

基本信息

批准号：
20J00258
负责人：
上原(寺島) 優子
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute for Physiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00258/
关键词：
神経科学代謝たんぱく質代謝ドパミンアミノ酸代謝

项目摘要

本研究は、VMHのSF1発現ニューロン(SF1ニューロン）が骨格筋タンパク質のアミノ酸取込に及ぼす影響を検証することを目的とした。方法は、VMHに特異的に存在するSF1発現ニューロンを活性化するため、SF1creマウスのVMHにアデノ随伴ウイルスを利用して、DREADDを発現させ、マウスの体重が回復した後、インスリン等を投与するための頸動脈カニューレを留置し、DREADDのデザイナードラッグであるCNO(クロザピンNオキシド)を腹腔内注射し、VMHのSF1ニューロンを活性化させた。その状態で、代謝測定のゴールドスタンダードである、高インスリンー正常血糖クランプ法（クランプ試験）に、アミノ酸放射性同位体によるトレーサー法を併用し、骨格筋や肝臓など組織のタンパク質代謝を測定した。コントロールマウスは、SF1-creマウスのVMHにmCherryのみを発現させ、同様に実験を行った。クランプ試験の結果、VMH-SF1ニューロンを活性化すると有意に血糖値を維持するためのグルコース　infusion rateが増加し。このことから、VMHーSF1ニューロンを活性化すると、末梢組織において、インスリン感受性が亢進したことがわかった。次にクランプ試験による各組織のタンパク質代謝回転の解析の結果、SF1ニューロンを刺激し、インスリン投与した群は、特に腓腹筋の白筋部分において、たんぱく質合成、分解共に低下していた。SF1ニューロンを活性化するとインスリン作用と共働して、たんぱく質の代謝回転が抑制されることが示唆された。以上の結果より、VMH-SF1 ニューロンの活性化状態において、白筋におけるタンパク質分解と合成が抑制されていた。そして、他の筋肉組織においても、同様にタンパク質分解と合成が抑制傾向にあった。これらの現象は、骨格筋のインスリン感受性と関連していることが示唆された。

本研究的目的是检查 VMH 中表达 SF1 的神经元（SF1 神经元）对骨骼肌蛋白氨基酸摄取的影响。该方法包括在SF1cre小鼠的VMH中使用腺相关病毒表达DREADD，以激活VMH中特异存在的表达SF1的神经元，并在小鼠体重恢复后，给予胰岛素等。颈动脉插管放置后，DREADD 的设计药物 CNO（氯氮平 N 氧化物）被腹腔注射以激活 VMH 中的 SF1 神经元。在这种状态下，使用代谢测量金标准的高胰岛素-正常血糖钳夹法（钳夹试验）与使用氨基酸放射性同位素的示踪法相结合，测量骨骼肌和肝脏等组织中的蛋白质代谢。对于对照小鼠，SF1-cre小鼠的VMH中仅表达mCherry，并进行相同的实验。钳夹试验结果显示，激活VMH-SF1神经元显着增加葡萄糖输注速率以维持血糖水平。这表明 VMH-SF1 神经元的激活增强了外周组织的胰岛素敏感性。接下来，使用钳夹试验对每个组织中的蛋白质周转进行分析表明，在刺激 SF1 神经元并施用胰岛素的组中，蛋白质合成和降解均减少，特别是在腓肠肌的白肌中。这些结果表明，SF1 神经元的激活与胰岛素作用一起抑制蛋白质更新。从以上结果来看，当VMH-SF1神经元被激活时，白肌中的蛋白质降解和合成受到抑制。在其他肌肉组织中，蛋白质降解和合成也往往受到抑制。这些现象被认为与骨骼肌的胰岛素敏感性有关。