アクアポリン４による水代謝に基づく加齢性筋萎縮のメカニズムの解明

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我々は、これまでの研究において加齢による筋水分量の減少とともに骨格筋における水分代謝の主要な制御因子の一つである水チャネル“アクアポリン４（AQP4）”の発現も減少することを明らかにした。一方で高齢期骨格筋のAQP4の発現変化と水分含有率の変化との関係性は不明瞭なままである。そこで、2022年度の研究は、加齢によるAQP4の変化と水分含有率の変化との関係性を明らかにすることを目的に実施した。実験動物に老化初期のマウスを用い、被験筋は、速筋である前脛骨筋と遅筋であるヒラメ筋とした。被験筋を摘出し、筋重量と筋水分含有率を算出した。またAQP4やAQP4と協働して水分代謝を行なっているAQP1の発現量を検討した。骨格筋内においてAQP1は毛細血管に発現しており、筋線維に発現するAQP4との間で水分子輸送を行うことで骨格筋の水代謝を制御していると考えられている。その結果、老化初期マウスの速筋ではAQP4の発現量が有意に低下する一方で水分含有率に有意な変化は認められなかった。一方、遅筋ではAQP4の発現量の変化は認められなかった。さらに水分含有率による有意な変化も認められなかった。また骨格筋内の毛細血管に発現しているAQP1については、速筋、遅筋ともに有意な変化は認められなかった。以上のことから本研究により、加齢にともなう水分含有率の低下が生じる前に水分代謝の主たる制御因子であるAQP4の発現量の低下が引き起こされる可能性が示された。さらにこの現象は遅筋よりも速筋においてより顕著である可能性が示唆された。一方で、AQP1については、速筋および遅筋ともに老化初期では発現量の変化が認められなかった。このことは、同じ水チャネルであっても筋線維側に発現するAQP4と毛細血管側に発現するAQP1では、老化に対する応答の仕方に違いが生じている可能性を示唆するものであった。