Novel physiological function of heart in neonatal hypoglycemia

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本研究の目的は、心室筋細胞のβアドレナリン受容体（βAR）刺激による糖代謝制御機構を解明し、その代謝物である乳酸の生理機能について新たな知見を得ることである。新生児期の哺乳類において、カテコラミンはさまざまなストレス応答に重要な役割をもつ。我々は、新生児マウス単離心室筋細胞のβARを薬理学的に刺激することで、急激な糖代謝の亢進が生じ、乳酸分泌が増加するという知見を得た。乳酸は近年、ATP基質としてだけでなく、細胞間のシグナル伝達物質として機能することが明らかになっているが、発達段階の心筋細胞や心臓におけるその生理的意義については不明である。昨年度までの検討から、新生児マウス心室筋細胞のβAR刺激よる乳酸分泌にはグリコーゲン分解が関与するという知見を得ていた。本年度はさらなる薬理学的実験を進め、グリコーゲンをグルコース-6-リン酸に代謝する酵素群が、βAR刺激による糖代謝亢進に重要であることを発見した。続いて、この現象がどのような細胞内シグナル伝達を介するものかについて調査を行った。まず、βARの主要な下流シグナル伝達経路であるcAMP-PKA系について、阻害薬、活性化薬を用いた検討を行った。その結果、PKA阻害薬で処理した細胞においてもβAR刺激によって乳酸分泌が亢進することが判明し、逆にPKAを直接活性化しても乳酸の分泌向上は認められなかった。一方、PKAとは別のβAR下流因子であるfactorAについて薬理学的解析を行ったところ、βAR刺激による糖代謝亢進に重要な役割を持つ可能性が示された。