運動療法の糖・脂質代謝促進効果への骨格筋AMPキナーゼおよびPGC-1αの役割

骨骼肌AMP激酶和PGC-1α在运动疗法促进糖脂代谢中的作用

基本信息

批准号：
16700481
负责人：
三浦進司
金额：
$ 2.37万
依托单位：
National Institute of Health and Nutrition
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度作成した骨格筋のAMP-キナーゼを不活性化したマウス(AMPK-DNマウス)を用いて、継続的な運動の肥満・糖尿病予防効果へのAMPキナーゼの役割について検討した。野生型とAMPK-DNマウスにそれぞれ、脂肪エネルギー比56.7%の高脂肪食を1ヶ月間与えて肥満にし、さらに1ヶ月以上の間、高脂肪食を与えながら「運動をさせる群」と特に運動を強いない「安静群」に分けて、体重変化、体脂肪率、脂肪組織重量や、インスリン抵抗性を指標に運動の効果へのAMPKの役割について調べた。高脂肪食負荷した安静群ではいずれのマウスでも同じように体脂肪は増加したが、運動をさせた群では野生型マウスでは体脂肪が減少したのにもかかわらず、AMPK-DNマウスでは体脂肪は減らなかった。経口糖負荷試験およびインスリン抵抗性試験を行った。高脂肪食負荷した安静群ではいずれのマウスでも糖代謝が悪化し、インスリン抵抗性を示していた。運動をさせた群では野生型で著明な改善が認められた。驚くべきことに、運動をさせたAMPK-DNマウスでも体脂肪は減らなかったのに糖代謝およびインスリン抵抗性の改善効果が認められた。運動をさせた群では野生型でもAMPK-DNマウスでも筋肉でのGLUT4発現量の増加が認められ、これが体脂肪が減らなくても糖代謝を改善している理由として考えられた。骨格筋にPGC-1αを過剰発現させたマウス(PGC-1αマウス)骨格筋ににおいて加齢に伴い筋萎縮がみとめられることを昨年度見いだした。その原因を明らかにするため、PGC-1αマウス骨格筋のミトコンドリア機能、とくに呼吸鎖機能について研究を行った。その結果、PGC-1α過剰発現によって増加するミトコンドリアは、脱共役呼吸が亢進しており、ATP合成能が著しく低下しているために筋組織にATP欠乏をもたらし、筋萎縮を引き起こしているものと考えられた。

使用我们去年创建的骨骼肌中 AMP 激酶失活的小鼠（AMPK-DN 小鼠），我们研究了 AMP 激酶在持续运动对肥胖和糖尿病的预防作用中的作用。野生型和AMPK-DN小鼠分别饲喂脂肪能量比为56.7%的高脂饮食1个月，使其肥胖，然后再饲喂高脂饮食1个月以上，而参与者被分为“运动组”，特别是进行运动的“休息组”，其中不强迫运动，并通过体重变化、体脂百分比、脂肪组织来研究 AMPK 在运动效果中的作用。体重、胰岛素抵抗等指标。在喂食高脂肪饮食的静息组中，所有小鼠的体脂均以相同的方式增加，但在运动组中，野生型小鼠的体脂减少，但 AMPK-DN 小鼠的体脂却没有减少。进行口服葡萄糖耐量试验和胰岛素抵抗试验。在喂食高脂肪饮食的休息组中，所有小鼠的葡萄糖代谢均受损并表现出胰岛素抵抗。在运动组中，观察到野生型有显着改善。令人惊讶的是，接受运动的 AMPK-DN 小鼠的葡萄糖代谢和胰岛素抵抗均有所改善，但体脂并未减少。在运动组中，在野生型和AMPK-DN小鼠中观察到肌肉中GLUT4表达增加，这被认为是即使体脂没有减少但葡萄糖代谢得到改善的原因。去年，我们发现在骨骼肌中过度表达PGC-1α的小鼠（PGC-1α小鼠）的骨骼肌中观察到与年龄相关的肌肉萎缩。为了弄清楚原因，我们对 PGC-1α 小鼠骨骼肌的线粒体功能，特别是呼吸链功能进行了研究。结果，人们认为，由于PGC-1α过度表达而增加的线粒体与增强的解偶联呼吸和合成ATP的能力显着降低有关，导致肌肉组织中的ATP缺乏和肌肉萎缩。