運動性筋肥大が筋での成長ホルモン(GH)を誘導する可能性に関する分子生物学的検討:自然発症GH単独欠損ラットを用いた検討

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本研究は、筋の成長が運動トレーニングにより促進される現象において、成長全般にかかわる液性因子(ホルモン)として知られる成長ホルモン(GH)が標的器官で誘導されたり関与するか否かを結論づけるために計画された。しかし、その前段階において、下垂体由来のGHが果たして筋に直接的に関与するか否かを証明する必要がある。これまでの研究で、外因性にGHをラットに注入するとおよそ7時間後に筋や肝臓内でIGF-I遺伝子の発現が亢進することが報告されている。本論では、そのモデルを再現しながら、同じタイミングで筋のGH受容体遺伝子発現がどう変化するかを検討した。実験には、内因性のGHを含めた下垂体由来のホルモンの影響を最小限にするために下垂体の摘出を行った成長期の雄ラットを用いた。そのラットの腹腔内に外因性の遺伝子工学産物であるコンビナント・ヒトGH(rhGH)を注入し。その際、筋の細胞膜に発現すると考えられるGH受容体遺伝子の発現を測定感度に優れ、定量性の高いソリューションハイブリダイゼーション法を用いて測定した。その結果、既報通り、rhGH注入7時間後に筋内でIGF-Iの遺伝子発現が最高値に達した。そして、rhGH遺伝子発現も同じタイミングで有意に減少する傾向が観察された。rhGH遺伝子発現が低下することの生理的意義は不明だが、GH受容体はGHとの結合により増加したり減少することがある。すなわち、GHの筋への結合を契機として発現する生理作用に関連した一連のプロセスの中で起こる減少であることを考えると、GH受容体蛋白をコードする遺伝子の増減は、少なくともGHの筋への直接的作用の可能性を強く示唆するものと考えることができる。これを踏まえて、代償性肥大を惹起したラットの下肢筋でGH受容体遺伝子発現の変化を検討したところ、有意な低下を認めた。これは内因性のGHかあるいは局所性のGHのいずれかが肥大に関与することを示唆している。現在、この効果がGH単独欠損ラットでみられるかどうかを検討中である。