Study on exercise and lipid metabolism in carnosine synthase-deficient mice

肌肽合酶缺陷小鼠运动与脂质代谢的研究

• 批准号: 21K05909
• 负责人: 江草 愛
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nippon Veterinary and Life Science University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05909/
• 关键词: カルノシン; ノックアウトマウス; 運動; 脂質代謝

骨格筋中に存在するカルノシンの持久運動への影響を調べるため、筋管に分化させたC2C12細胞とカルノシン合成酵素遺伝子欠損マウスを用いて、ATP代謝や関連する遺伝子について調べた。細胞については、通常培養状態でのカルノシンおよびその類縁体のアンセリンの産生量が非常に少ないため(3.2 nmol/g protein)であるため、合成酵素遺伝子を強制的に発現させて(2 mmol/g protein)生体存在する量に近い形のものを用いた。また、その対照には、合成酵素の活性部位であるExon10を欠損させたプラスミドを導入した。細胞用電気刺激装置を用いて、パルス幅0.4 ms，周波数1.0 Hz，刺激強度10 Vで刺激を3時間与えたところ、運動直後の細胞中のATP量はカルノシン合成酵素を導入した強制発現細胞の方で、有意に高い結果となった。カルノシン強制発現細胞でATP産生量が高くなった理由を調べるため、細胞中のNADとNADH量を測定したところ、ATP産生に関わるNADHの細胞内濃度が高くなっていた。また、A乳酸ならびにピルビン酸量の測定を行ったところ、乳酸量とピルビン酸共に強制発現細胞で1割程多くなっていた。一方、mRNAの発現量を測定したところ、脂質輸送体であるFABP3の発現量がカルノシン強制発現細胞で増加していた。これによりカルノシンによる脂質代謝への影響も強く示唆された。カルノシンとFABP3との関係については、現在検討を進めている。以上の結果から、カルノシンが解糖系ならびに脂質の代謝促進を介して、ATP産生を増大させていると推察された。

The effects of prolonged exercise on the differentiation of muscle cells and the synthesis of enzymes in C2C12 cells are regulated by ATP metabolism and related enzymes. In the cell culture, the amount of protein produced in the normal culture state was very small (3.2 nmol/g protein), and the amount of synthase gene produced under stress was only 2 mmol/g protein. Exon10 is the active site of the enzyme. Cell electrical stimulation device was used, amplitude 0.4 ms, frequency 1.0 Hz, stimulation intensity 10 V, stimulation time 3 days, ATP content in cells after exercise, introduction of enzyme synthesis, stress development of cells, intentional high results. The reason why ATP production in cells is high is that NADH concentration in cells is high due to ATP production. The determination of lactic acid content and lactic acid content in the cells under stress The expression of FABP3 was measured in the presence of lipid transporters and increased in the presence of stress cells. The effect of lipid metabolism on the development of lipid metabolism is discussed. The relationship between Kallushien and FABP3 has been discussed, and discussions are now underway. The above results indicate that the metabolism of glucose and lipid is promoted, and ATP production is increased.

项目成果

カルノシン合成酵素遺伝子欠損マウスの加齢に伴う骨格筋機能の変動

肌肽合酶基因缺陷小鼠骨骼肌功能与年龄相关的变化

• 发表时间: 2022
• 作者: Somfai T;Haraguchi S;Dang-Nguyen T.Q.;Kikuchi K.;江草 愛
• 通讯作者: 江草 愛

Effects of Photostimulation on Skeletal Muscle Weight and Histidine-Containing Dipeptide Content in Japanese Quail

光刺激对日本鹌鹑骨骼肌重量和组氨酸二肽含量的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Ai Egusa;Kanako Mayumi;Mamoru Totsuka;Jun-ichi Shiraishi;Nobuhiro Nakao
• 通讯作者: Nobuhiro Nakao

Carnosine synthase deficiency in mice affects protein metabolism in skeletal muscle

• DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.04.075
• 发表时间: 2022-04-29
• 期刊: BIOCHEMICAL AND BIOPHYSICAL RESEARCH COMMUNICATIONS
• 影响因子: 3.1
• 作者: Wu, Jiawei;Egusa, Ai;Nishimura, Toshihide
• 通讯作者: Nishimura, Toshihide

Effects of carnosine synthase deficiency on exercise performance and behavior in aged mice

肌肽合酶缺乏对老年小鼠运动表现和行为的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Ai Saiga Egusa;Nobuhiro Nakao;Nobuya Yanai;Kenishiro Sato;Toshihide Nishimura
• 通讯作者: Toshihide Nishimura

Pharmacokinetics and tissue distribution of orally administrated imidazole dipeptides in carnosine synthase gene knockout mice

口服咪唑二肽在肌肽合酶基因敲除小鼠体内的药代动力学及组织分布

• DOI: 10.1093/bbb/zbac081
• 发表时间: 2022
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Sakano Taiken;Egusa Ai Saiga;Kawauchi Yoko;Wu Jiawei;Nishimura Toshihide;Nakao Nobuhiro;Kuramoto Ayumu;Kawashima Takumi;Shiotani Shigenobu;Okada Yukio;Sato Kenichiro;Yanai Nobuya
• 通讯作者: Yanai Nobuya