運動後の糖・タンパク質代謝適応を同時制御する新たな筋内分子機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

運動は、骨格筋の糖取り込みを促進し、血糖コントロールを改善する。また、筋タンパク質合成を促進し、筋量の増加も引き起こす。しかし、運動が骨格筋の糖取り込みと筋タンパク質合成を同時に促進する分子機序は不明である。TXNIP(チオレドキシン相互作用タンパク質)は、脂肪細胞の糖取り込みを抑制し、心筋ではタンパク質合成の抑制に作用することが示唆されている。さらに我々は、単回の運動が骨格筋のTXNIP発現量を低下させることを明らかにしている。つまり、運動はTXNIP発現量を低下させることで糖取り込みと筋タンパク質合成を高めていることが推測できる。そこでまずは、雄性の野生型マウスとTXNIP欠損マウスを用いて、TXNIPが骨格筋の糖取り込み及び筋量に及ぼす影響を確認した。マウスの骨格筋の糖取り込み速度は、放射性同位体で標識された代謝できない糖（3H-2-Deoxyglucose）を麻酔下にて眼窩投与し、筋に蓄積した3Hを検出することで測定した。同時に、解剖時に両遺伝子型のマウスの前脛骨筋等を採取し、その湿重量を測定した。その結果、遺伝子型間で骨格筋湿重量に有意な差は認められなかったが、安静時の糖取り込み速度は、野生型マウスと比較してTXNIP欠損マウスの方が有意に高値を示した。次に、雄性の野生型マウス及びTXNIP欠損マウスの長趾伸筋を電気的に収縮（運動模倣刺激）させ、筋収縮による糖取り込みの促進に対するTXNIPの役割を確認した。その結果、筋収縮は、骨格筋の糖取り込み速度を有意に高めたが、その増加の程度はTXNIP欠損マウスで有意に低値を示した。これらの結果から、TXNIPは骨格筋の糖取り込みを抑制する因子であり、単回の運動はTXNIP発現量の低下を介して骨格筋の糖取り込みを促進している可能性が示唆された。一方、TXNIPの欠損は筋量には影響しないことも明らかになった。