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糖尿病予防に向けた新規骨格筋糖代謝調節経路の解明

阐明用于预防糖尿病的新型骨骼肌葡萄糖代谢调节途径

基本信息

批准号：
21K11466
负责人：
佐藤幸治
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kobe 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

项目摘要

本研究では、2型糖尿病予防に向けた新規骨格筋糖代謝調節経路を確立するために、細胞培養実験を用いて以下の点を解明することを目的としている。「新規の骨格筋糖代謝調節システムの同定：肥満や2型糖尿病に由来する炎症性サイトカインや酸化ストレスの増加によるOSMの低下が、骨格筋糖代謝調節経路の活性化抑制に関与することを示すとともに、性ステロイドホルモン投与によるOSMの増加が、骨格筋糖代謝調節経路を亢進するか否かを確かめる。」今年度は、炎症作用等を有するオンコスタチンM(OSM)を遺伝子導入によりノックダウンさせ、骨格筋糖代謝調節経路および、骨格筋の糖取り込みへの影響を検討した。遺伝子導入は、OSM抑制のためのshRNAプラスミドベクターを骨格筋細胞に導入し、インスリンや性ステロイドホルモンの前駆体であるデヒドロエピアンドロステロン（DHEA）を増加させる栄養成分であるトゲドコロ芋の粉末を骨格筋細胞に添加し、24時間後細胞を回収しWestern Blotting法により、骨格筋の糖代謝調節経路活性及び糖取り込みを検討した。OSMを欠損させた骨格筋細胞において、インスリンを添加すると、通常の骨格筋細胞と比較し、骨格筋糖代謝調節経路の活性や糖取り込みは有意に亢進していることが明らかとなった。また、トゲドコロ芋粉末の投与により、通常の骨格筋細胞のOSMの発現は抑制され、骨格筋糖代謝調節経路の活性や糖取り込みはOSMを欠損させた骨格筋細胞と同様に亢進した。これらは、ストレス（高強度の運動や日常生活）によるOSMの増加は、下流のシグナル因子であるSTAT3のリン酸化活性を亢進し、骨格筋糖代謝活性を抑制させる可能性が示唆され、肥満や2型糖尿病の発症にOSMの増加が関与している可能性も示唆された。

The aim of this study is to establish a new regulatory pathway for the prevention of type 2 diabetes and to clarify the following points in the use of cell culture. "New regulation of glucose metabolism regulation: obesity and type 2 diabetes mellitus, inflammation, acidification, increase, decrease in OSM, inhibition of activation of glucose metabolism regulation pathway, and relationship between these two factors: obesity, type 2 diabetes mellitus, increase in OSM, and increase in glucose metabolism regulation pathway." To investigate the effects of gene introduction, regulation of glucose metabolism and glucose metabolism in bone marrow and muscle during the course of this year's inflammation. After gene introduction and OSM inhibition, shRNA expression was detected by Western Blotting method in bone marrow cells, and the activity of glucose metabolism pathway and glucose uptake in bone marrow cells were investigated by Western Blotting method. OSM is deficient in bone marrow cells and increases in the activity of bone marrow cells and glucose metabolism. In addition, the production of OSM in normal skeletal muscle cells was inhibited by the injection of potato powder, and the activity of glucose metabolism in skeletal muscle cells was inhibited by the addition of OSM. The possibility of increasing OSM in response to high-intensity exercise and daily life, increasing STAT3 acidification activity and inhibiting bone sugar metabolism activity in downstream factors indicates the possibility of increasing OSM in response to obesity and the development of type 2 diabetes.