運動によるインスリン抵抗性改善の分子基盤

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．

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．