運動に伴う骨格筋-脳の臓器連関を制御する分子としての骨格筋AMPキナーゼの可能性

骨骼肌 AMP 激酶作为控制与运动相关的骨骼肌-脑器官连接的分子的可能性

基本信息

批准号：
22K19750
负责人：
林達也
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19750/
关键词：
骨格筋脳運動 AMPキナーゼマイオカイン臓器連関

项目摘要

本年度は、先行研究により脳機能に関わることが示唆されているマイオカインの発現制御における骨格筋AMPキナーゼ（AMPK）の関与を検討した。運動によるマイオカインの発現応答に骨格筋AMPKが寄与している可能性を検討するために、野生型ならびに骨格筋特異的AMPKαドミナントネガティブ変異体発現（AMPK-DN）マウスを非運動群および運動群（ホイールランニング）に分けて４週間飼育した。介入終了後、足底筋におけるマイオカインの遺伝子発現量を測定した。その結果、運動介入により脳由来成長因子（Bdnf）の有意な増加ならびにfibronectin type III domain containing 5（Fndc5）の増加傾向が観察されたものの、遺伝子型による変化は観察されなかった。Cathepsin B（Ctsb）に関しては、野生型で運動による有意な増加が観察された一方で、AMPK-DNマウスにおいては運動による増加が消失していた。インスリン様成長因子１（Igf1）の遺伝子発現量に関しては、運動ならびに遺伝子型による影響は観察されなかった。以上より、脳機能関連マイオカインの内、Ctsbの運動による増加に関して、骨格筋AMPKが寄与していることが示唆された。また、骨格筋の不活動によるマイオカイン発現量変化におけるAMPKの関与を検討するため、野生型ならびにAMPK-DNマウスに除神経手術を施し、７日後の足底筋におけるマイオカインの遺伝子発現量を測定した。その結果、除神経脚では偽手術脚に比して、Fndc5の有意な低下、Ctsbの有意な増加、Bdnfの増加傾向が観察されたが、遺伝子型による影響は観察されなかった。以上より、タイムコースなどの詳細な検証が必要であるものの、除神経による脳機能関連マイオカインの発現応答には、骨格筋AMPKは関与していないことが示唆された。

今年，我们研究了骨骼肌 AMP 激酶 (AMPK) 在调节肌因子表达中的作用，之前的研究表明肌因子与大脑功能有关。为了检查骨骼肌 AMPK 是否有助于肌因子表达对运动的反应，将野生型和骨骼肌特异性 AMPKα 显性失活突变体 (AMPK-DN) 小鼠分为非运动组和运动组（将动物保留）分别进行 4 周（轮式运行）。干预后，测量跖肌中肌因子基因表达量。结果，虽然通过运动干预观察到脑源性生长因子（Bdnf）显着增加，并且含有纤连蛋白III型结构域5（Fndc5）有增加的趋势，但根据基因型没有观察到变化。关于组织蛋白酶 B (Ctsb)，虽然在野生型小鼠中观察到运动诱导的显着增加，但在 AMPK-DN 小鼠中运动诱导的增加消失了。关于胰岛素样生长因子1（Igf1）的基因表达水平，没有观察到运动或基因型的影响。这些结果表明，骨骼肌 AMPK 有助于运动引起的脑功能相关肌因子中 Ctsb 的增加。此外，为了检查 AMPK 与骨骼肌不活动导致的肌因子表达变化的关系，我们对野生型和 AMPK-DN 小鼠进行去神经手术，并在 7 天后测量跖肌中的肌因子基因表达。结果，与假手术腿相比，去神经腿中观察到 Fndc5 显着降低，Ctsb 显着增加，Bdnf 增加趋势，但没有观察到基因型的影响。上述结果表明，骨骼肌AMPK并不因去神经支配而参与脑功能相关肌因子的表达反应，尽管还需要时间过程等详细验证。