加齢性筋萎縮・肥満の予防改善におけるビタミンDと大豆イソフラボンの作用機序解明

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これまでに活性型ビタミンDはFOXO1の転写活性を抑制し、FOXO1の標的(筋萎縮)遺伝子の発現を抑制することを見出した。C2C12筋細胞において、1,25(OH)2Dの添加によって筋肥大を引き起こすトランスグルタミナーゼ2の発現が増加した。さらに、筋萎縮状態に生じる分岐鎖アミノ酸の分解を1,25(OH)2Dが抑制した。このことから、1,25(OH)2Dはタンパク質合成を促進して筋萎縮を抑制していることが考えられた。また、in vivoにおいても検討を行った。老齢マウスを通常餌と低ビタミンD餌で飼育し表現型の解析を行った。低ビタミンD餌群で筋萎縮が促進することが予想されたが、コントロールと比較して筋重量及び骨格筋での遺伝子発現において有意な変化は観察されず、今後実験条件を変えた更なる検討が必要である。一方で、骨格筋のエネルギー消費を活性化する転写調節因子であるPGC1α/βに関する検討も行った。大豆イソフラボンがエネルギー消費関連遺伝子を増加させるメカニズムについて、レポーターアッセイを用いて検討した。大豆イソフラボンの添加によりPGC1αおよびβの転写活性を有意に増加させた。さらに、脂肪利用に重要な酵素であるリポプロテインリパーゼ遺伝子のプロモーター活性も有意に増加させた。この実験により、大豆イソフラボンによる骨格筋機能活性化のメカニズム解明の手がかりを得た。また、骨格筋特異的PGC1α欠損マウスに大豆イソフラボン含有高脂肪餌を与え、表現型の解析を行った。その結果、大豆イソフラボン投与により、野生型マウスにおいて白色脂肪組織重量の減少が観察された。さらに大豆イソフラボン投与は、野生型マウスにおいて骨格筋のエネルギー消費関連遺伝子の発現を増加させた。この実験により、大豆イソフラボンは骨格筋のエネルギー消費関連遺伝子を活性化することで抗肥満効果を呈する可能性が示された。