骨格筋におけるPGC-1αを介したカルジオリピン生合成機序の解明

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持久運動トレーニングはミトコンドリア量を増加させ筋持久力を高めることが知られており、この変化は転写共役因子PGC-1αの発現増加が引き金となっている。ミトコンドリアは内膜と外膜の二つの膜で形成される細胞内小器官である。カルジオリピン(CL)はミトコンドリアの内膜に局在するリン脂質であり、骨格筋ではlinoleoyl基(18:2)が4つ結合したCL(18:2)4がその大部分を占めている。このため、PGC-1α依存的なミトコンドリア生合成促進時には、de novo合成およびリモデリング経路の活性化によるCL(18:2)4合成促進が伴うと予想される。CL(18:2)4の増加には細胞内のlinoleoyl基(18:2)が結合したリン脂質、ホスファチジルコリン-PC(18:2-PC)やホスファチジルエタノールアミン-PE(18:2-PE)量の増加およびoleoyl基(18:1)が結合したリン脂質との存在比(18:2/18:1)が重要であることが知られているため、PGC-1a遺伝子組換えマウス(TgおよびKO)におけるCLおよびPC、PE分子の変化を調べた。その結果、PGC-1a Tgマウスの骨格筋において、CL(18:2)4の増加(18:2/18:1)比の増加が確認された。一方で、PGC-1a KOによるCLおよびPC、PE分子影響は認められなかった。リン脂質分子の形成にはアシル基転移酵素が寄与しており、それぞれ基質特異性が報告されている。アシル基転移酵素LPCAT3やLPAAT3が18:2が結合したリン脂質形成に寄与するが、PGC-1a Tgマウスにおいてそれら遺伝子の発現量には変化がなく、(18:2/18:1)比の増加を説明し得るメカニズムは未だ見いだせていない。