運動によるインスリン抵抗性改善の分子基盤

运动改善胰岛素抵抗的分子基础

• 批准号: 20K20620
• 负责人: 秋本 崇之
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20620/
• 关键词: グルコース動態; エネルギー代謝; in vivoイメージング; 三次元培養; メカニカルストレス; 糖輸送体; 糖代謝; インスリン抵抗性; 骨格筋

本研究では，従来不可能であった様々な生物学的階層において，物理刺激に応じた骨格筋組織への糖取込み動態を可視化することで，運動によるインスリン抵抗性改善の分子メカニズムに迫るとともに，インスリン抵抗性に対する新たな治療戦略の創出を目指している．本年度は，生細胞における糖代謝をモニタリングするため，糖輸送体GLUT4とpH依存的な蛍光タンパク質の融合遺伝子を構築し，各種培養細胞での検証を実施した．さらに検出感度を向上させるため，蛍光タンパク質に変異を導入して最適な遺伝子を探索する実験系の構築に着手した．次にin vitroでの三次元培養によって骨格筋組織を構築し，これを上記の糖代謝動態の観察に用いるための実験系の最適化を実施した．現状において三次元培養組織を構築することは可能となったが，これをハイスループット化し，ドラッグスクリーニングを試行するためには，三次元組織培養系の更なる最適化が必要なことが明らかとなった．また同時にグルコース感受性蛍光タンパク質を用いて，筋収縮時の筋細胞内グルコース動態をin vivo環境下で経時的に観察する技法の確立を目的とし，収縮前後での細胞内グルコース動態の検証を実施した．

This study aims to provide insights into the biological hierarchy, the visualization of skeletal muscle tissue carbohydrate dynamics, and the development of new therapeutic strategies for resistance improvement during exercise. This year, the sugar metabolism in living cells was regulated, and the sugar transporter GLUT4 and pH-dependent protein fusion gene were constructed. In the past, the sensitivity of the light was improved, and the quality of the light was improved. In vitro culture, the structure of bone and tendon tissue was studied, and the optimization of system was carried out. The current situation of three-dimensional culture tissue construction is not possible, but it is necessary to optimize the three-dimensional culture system. At the same time, the sensitivity of muscle cells to light was studied. The intracellular dynamics of muscle cells during muscle contraction were observed in vivo.

项目成果

University of Padova/Venetian Institute of Molecular Medicine(イタリア)

帕多瓦大学/威尼斯分子医学研究所（意大利）

早稲田大学筋生物学研究室

早稻田大学肌肉生物学实验室

Molecular Mechanisms of Skeletal Muscle Hypertrophy.

• DOI: 10.3233/jnd-200568
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of neuromuscular diseases
• 影响因子: 3.3
• 作者: Schiaffino S;Reggiani C;Akimoto T;Blaauw B
• 通讯作者: Blaauw B

In vivo Ca2+ dynamics during cooling after eccentric contractions in rat skeletal muscle.

大鼠骨骼肌离心收缩后冷却过程中的体内 Ca2 动力学。

• DOI: 10.1152/ajpregu.00253.2020
• 发表时间: 2021
• 期刊: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol.
• 作者: Takagi R;Tabuchi A;Asamura T;Hirayama S;Ikegami R;Tanaka Y;Hoshino D;Poole DC;Kano Y.
• 通讯作者: Kano Y.

University of Utah/Kansas State University(米国)

犹他大学/堪萨斯州立大学（美国）