リン脂質の脂肪酸リモデリングによる骨格筋機能調節機構の解明

昨年度の繰越による研究費用により、ヒトα-アクチンプロモーター(HSA)によって骨格筋特異的にCreリコンビナーゼを発現した「HSA-Creマウス」を、「LPGAT1(flox/flox)マウス(fl/fl)」と交配させ、LPGAT1-cKO(cKO)マウスを作出し、摘出した骨格筋を用いて解析した結果、骨格筋において、LPGAT1が18:0-PC生成に大きく貢献していることが明らかになった。今年度は、18:0-PC以外のリン脂質分子種の変化についてLC-MSを用いて解析したところ、cKOマウスにおいて1-stearoyl-2-docosahexaenoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (18:0-PE)、1-stearoyl-2-docosahexaenoyl-sn-glycero-3-phosphoserine (18:0-PS)の著しい減少を認めた。phosphatidylinositolやphosphatidylglycerolにへ大きな影響は及さなかった。カルジオリピン量はcKOマウスにおいて僅かに減少した。cKOマウスおよびfl/flマウスの体重、骨格筋重量に有意な差異は認められなかった。さらに、四肢握力、運動継続能力を測定したところ、四肢握力には変化はなかったが、運動継続能力がcKOマウスで低下した。次に、骨格筋より単離した骨格筋細胞におけるミトコンドリア呼吸鎖酵素活性を解析したところ、cKO由来ミトコンドリアにATP産生時の酸素消費量低下が認められた。これら解析によりLPGAT1が骨格筋に含まれるリン脂質性状に影響し、ミトコンドリア機能、運動継続能力の維持に関与することが示唆された。

昨年度の繰越による研究費用により、ヒトα-アクチンプロモーター(HSA)によって骨格筋特異的にCreリコンビナーゼを発現した「HSA-Creマウス」を、「LPGAT1(flox/flox)マウス(fl/fl)」と交配させ、LPGAT1-cKO(cKO)マウスを作出し、摘出した骨格筋を用いて解析した結果、骨格筋において、LPGAT1が18:0-PC生成に大きく貢献していることが明らかになった。今年度は、18:0-PC以外のリン脂質分子種の変化についてLC-MSを用いて解析したところ、cKOマウスにおいて1-stearoyl-2-docosahexaenoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (18:0-PE)、1-stearoyl-2-docosahexaenoyl-sn-glycero-3-phosphoserine (18:0-PS)の著しい減少を認めた。phosphatidylinositolやphosphatidylglycerolにへ大きな影響は及さなかった。カルジオリピン量はcKOマウスにおいて僅かに減少した。cKOマウスおよびfl/flマウスの体重、骨格筋重量に有意な差異は認められなかった。さらに、四肢握力、運動継続能力を測定したところ、四肢握力には変化はなかったが、運動継続能力がcKOマウスで低下した。次に、骨格筋より単離した骨格筋細胞におけるミトコンドリア呼吸鎖酵素活性を解析したところ、cKO由来ミトコンドリアにATP産生時の酸素消費量低下が認められた。これら解析によりLPGAT1が骨格筋に含まれるリン脂質性状に影響し、ミトコンドリア機能、運動継続能力の維持に関与することが示唆された。